Ин таҳқиқот санҷидааст, ки оё napin дар экстракти хоми сафедае, ки аз кунҷораи рапси бо фишори сард гирифташуда ҳосил мешавад, бо истифода аз адсорбсияи бистари динамикӣ ба таври интихобӣ ва миқёспазир ҷудо карда мешавад ё не. Дар таҳқиқот адсорбенти мубодилаи катионӣ аввал дар таҷрибаҳои даврии миқёси лабораторӣ ва баъд дар низоми пилотӣ бо истифода аз 500 грамм кунҷораи пресс ва 10 литр экстракт санҷида шуд. Дар миқёси пилотӣ ҳиссаи умумии сафеда дар фраксияи ниҳоии napin бо усули Dumas %90,9 ± 1,2 муайян гардид, барқароркунии умумии napin ба %82,1 расид ва ҳиссаи полифенол дар хокаи ниҳоӣ то %0,03 ± 0,01 кам шуд. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот аз баррасии ҳамсолон нагузаштааст; таҷрибаҳои пилотӣ танҳо ду такрор доштанд ва иҷрои маҳсулот аз ҷиҳати ҳиссӣ, технологӣ ва дар формулаҳои воқеии озуқаворӣ мустақиман санҷида нашудааст.

Бартарии асосии адсорбсияи бистари динамикӣ он аст, ки он метавонад бо экстрактҳои хоми дорои зарраҳо бе зарурати ғизодиҳии пурра равшаншуда, монанди хроматографияи классикии сутуни пуршуда, кор кунад. Аммо дар таҳқиқот экстрактҳо комилан бе филтратсия истифода нашуданд: дар миқёси лабораторӣ моддаҳои ҳалнашудаи калон бо тӯри нейлонии 20 µm ва дар миқёси пилотӣ бо филтри металлии 40 µm хориҷ карда шуданд. Аз ин рӯ ибораи “экстракти хом, ки пешравшанкуниро талаб намекунад” дар таҳқиқот маънои онро дорад, ки филтратсияи нозуки анъанавӣ ё сентрифугакунӣ иҷро нашудааст; на он ки ягон ҷудокунии моддаи сахт анҷом дода нашудааст.

Иқтидори динамикии пайвастшавии адсорбенти мубодилаи катионии DBA-CEX дар нуқтаи breakthrough-и %10 ба 147 ± 25 mg napin/mL адсорбент баробар ҳисоб карда шуд. Дар таҷрибаҳои лабораторӣ фраксияҳои дорои миқдори баланди napin ба даст омаданд ва татбиқи fitase ба самаранокии тозакунии napin ё ҳиссаи ниҳоии сафеда таъсири назаррас нишон надод. Ҳангоми гузариш ба миқёси пилотӣ, гарчанде миқдори умумии сафеда нигоҳ дошта шуд, дар таҳлили RP-HPLC аз сабаби васеъшавии қуллаҳои napin ва cruciferin то андозае аз ҳад зиёд баҳодиҳии таҳлилӣ ба вуҷуд омад. Аз ин рӯ, барои маҳсулоти пилотӣ натиҷаи умумии сафедаи %90,9 ± 1,2 аз рӯи Dumas ҳамчун боэътимодтарин нишондиҳандаи таркиби умумӣ барҷаста мебошад.

Мушкилоти асосии таҳқиқот чист?

Кунҷораи пресс, ки баъд аз истеҳсоли равғани рапс боқӣ мемонад, ҷараёни канории дорои миқдори назарраси сафеда мебошад. Сафедаҳои асосии он napin ва cruciferin мебошанд. Аммо зиёд кардани миқдори умумии сафедаи кунҷораи пресс ва ҷудо кардани интихобии ин ду сафеда аз ҳам як раванд нест. Усулҳои анъанавии таҳшинкунӣ метавонанд ҳиссаи умумии сафедаро зиёд кунанд, вале метавонанд фраксияҳои гуногун, аз қабили napin ва cruciferin-ро бо интихобияти кофӣ ҷудо накунанд.

Хроматографияи сутунӣ метавонад интихобияти баландтар диҳад; аммо бистарҳои классикии пуршуда ҳангоми кор бо экстрактҳои заррадор, равғанин ё нокифоя равшаншуда хавфи басташавӣ ва ифлосшавӣ доранд. Илова бар ин, якчанд марҳилаи хроматография метавонад истеъмоли буфер, хароҷоти сармоявӣ, вақти раванд ва талафи маҳсулотро дар ҳар марҳила зиёд кунад. Саволи асосии таҳқиқот ин аст, ки оё низоме таҳия кардан мумкин аст, ки интихобияти хроматографиро нигоҳ дорад, экстракти дағали рапсро бо пешкоркарди камтар қабул кунад ва аз лаборатория ба миқёси пилотӣ интиқол дода шавад.

Фарқи байни napin ва cruciferin чист?

Napin сафедаи хурди захиравии синфи 2S albumin бо массаи молекулавии тақрибан 12–16 kDa мебошад. Дар таҳқиқот гуфта шудааст, ки он аз занҷирҳои полипептидии тақрибан 4 ва 9 kDa иборат аст ва нуқтаи изоэлектрикиаш тақрибан pH 10–11 мебошад. Аз сабаби нуқтаи изоэлектрикии баланд, napin дар шароити кории pH 6 заряди холиси мусбат дорад.

Cruciferin бошад ба синфи 12S/11S globulin дохил мешавад. Он ҳамчун сохтори гексамерии тақрибан 300 kDa тавсиф шудааст, ки аз ҷамъ шудани шаш зервоҳиди тақрибан 50–60 kDa ба вуҷуд меояд. Нуқтаи изоэлектрикиаш тақрибан pH 7,2 мебошад. Фарқҳои napin ва cruciferin дар андозаи молекулавӣ, ҳалшавӣ ва рафтори зарядӣ асоси ҷудокунии интихобиро ташкил медиҳанд.

Таҳқиқот нишон намедиҳад, ки интихобиятро танҳо бо як фарқи заряд шарҳ додан мумкин аст. Азбаски махсусан дар pH 6 cruciferin ҳам аз нуқтаи изоэлектрикии худ поён аст, ҷудокунӣ натиҷаи таркибии зичии заряд, дастрасии стерикӣ, рафтори ҳалшавӣ ва таъсири мутақобила бо адсорбент мебошад. Муҳаққиқон ҳамаи ҷузъиёти молекулавии механизмро бо таҷрибаҳои ҷудогона ҳал накардаанд.

Дар усулҳои анъанавӣ кадом мушкилот вуҷуд доранд?

Экстраксияи ишқорӣ ва таҳшинкунии изоэлектрикӣ равиши маъмул ва нисбатан арзон барои ҷудокунии сафедаҳои тухмӣ мебошад. Сафедаҳо дар муҳити ишқорӣ ҳал карда мешаванд ва сипас бо паст кардани pH ба муҳити турш таҳшин мешаванд. Аммо ин раванд аксаран фраксияи омехтаи бой аз globulin ҳосил мекунад ва барқароркунии интихобии albumin-ҳо, аз ҷумла napin-ро маҳдуд месозад.

Гарчанде баъзе усулҳои қаблие, ки дар таҳқиқот баррасӣ шудаанд, ба миқдори сафедаи %82–%95 расидаанд, онҳо барқароркунии паст, шароити сахт мисли pH 12,5, истифодаи ҳалкунандаи органикӣ ё шумораи зиёди марҳилаҳои равандро талаб кардаанд. Шароити шадиди ишқорӣ метавонад хавфи гидролиз ва денатуратсияи сафедаро зиёд кунад; инчунин пайвастшавии полифенолҳо ба сафеда ва ҳамтаҳшиншавии крахмал, равған ё пайвастагиҳои фенолиро осон намояд.

Хроматографияи классикии бистари пуршуда метавонад интихобияти баланд диҳад, аммо метавонад талаб кунад, ки ғизодиҳӣ аз зарраҳо ва равғанҳо тоза карда шавад. Басташавии сутун, истеъмоли зиёди буфер ва талафоти равандҳои бисёрмарҳила истифодаи калонмиқёсро дар истеҳсоли компонентҳои озуқаворӣ душвор мегардонад.

Адсорбсияи бистари динамикӣ чӣ гуна кор мекунад?

Адсорбсияи бистари динамикӣ тарҳи адсорбсионист, ки имкон медиҳад зарраҳои адсорбент дар ҷараёни раванд ҳам дар ҳолати суспензия ва ҳам дар ҳолати бастабандишуда рӯи сатҳи филтр истифода шаванд. Дар Расми 1-и таҳқиқот ду режими кори низом нишон дода шудааст.

• Режими бистари суспензияшуда: Вақте насоси permeate хомӯш аст, зарраҳои адсорбент байни зарфи омехтакунӣ ва контури филтр давр мезананд. Ҳаракати зарраҳо дар моеъ дастрасии сафедаҳоро ба сатҳи адсорбент осон мекунад.
• Режими бистари бастабандишуда: Ҳангоми фаъол шудани насоси permeate зарраҳои адсорбент ба сатҳи филтр интиқол ёфта, дар он ҷо бистари муваққатии зич месозанд. Ҳангоми гузаштани моеъ аз филтр, адсорбент дар дохили низом нигоҳ дошта мешавад.

Ин гузариш имкон медиҳад, ки адсорбент дар вақти боргузорӣ бо моеъ самаранок тамос гирад ва баъд ҳангоми шустан ва элюсия аз низом ҷудо нашуда нигоҳ дошта шавад. Дар сутуни классикӣ адсорбент ҳамчун бистари собит қарор дорад, дар ҳоле ки дар низоми DBA суспензия кардани адсорбент интиқоли массаро дастгирӣ мекунад ва хавфи басташавии аз зарраҳо ба вуҷудомадаро кам мекунад.

Экстракти хоми сафеда чӣ гуна омода шуд?

Кунҷораи рапси бо фишори сард гирифташуда дар оби деминерализатсияшуда бо таносуби масса/ҳаҷми 1:20 суспензия шуда, 10 дақиқа омехта гардид. Ба ибораи дигар, барои ҳар як воҳиди кунҷораи пресс 20 воҳид об истифода шуд.

Дар гурӯҳҳои бо fitase коркардшуда фаъолияти ниҳоии фермент ба 12 U/mL экстракт танзим шуда, омехта дар 40 °C барои 60 дақиқа инкубатсия гардид. Дар гурӯҳи назоратӣ fitase истифода нашуд.

Дар ҳар ду гурӯҳ pH бо натрий гидроксид то 9,0 баланд карда шуд ва экстраксияи ишқорӣ 30 дақиқа идома ёфт. Сипас pH бо кислотаи хлорид то 6,0 паст карда шуд ва зарраҳои калони ҳалнашуда бо тӯри нейлонии 20 µm хориҷ шуданд. Моеъи ҳосилшуда дар таҳқиқот “экстракти хом” номида шудааст.

Миқдори сафеда чӣ гуна ҳисоб шуд?

Ҳиссаи нитроген дар моддаи хушки намунаҳо ба коэффисиенти табдили нитроген ба сафеда 5,35 зарб карда шуд:

\[ Pr\% = Nitrogen\%_{DM} \times 5{,}35 \]

Дар ин ҷо Nitrogen%_DM фоизи нитрогенро дар асоси моддаи хушк ва Pr% ҳиссаи массаи сафедаи ҳисобшударо нишон медиҳад. Коэффисиент миқдори ченшудаи нитрогенро ба миқдори тахминии сафеда табдил медиҳад. Дар таҳқиқот ба ҷойи коэффисиенти умумии маъмул 6,25 қимати 5,35, ки барои сафедаҳои рапс мувофиқ ҳисоб шудааст, истифода шуд.

Ҳосили экстраксияи сафеда дар таҳқиқот бо таносуби зерин таъриф шудааст:

\[ yield_{protein} = \frac{Pr\%_{filtrate,\ pH\ 9}}{Pr\%_{press\ cake}} \times 100 \]

Сурат ҳиссаи сафеда дар filtrate-и pH 9 ва махраҷ ҳиссаи сафеда дар кунҷораи ибтидоиро ифода мекунад. Муаллифон ин қиматро ҳосили экстраксияи сафеда номидаанд. Аммо азбаски массаҳои умумии моддаи хушки ибтидоӣ ва filtrate дар формула ошкоро ҷой надоранд, ин таносуб бо тавозуни муфассали масса, ки тамоми массаи сафедаи ибтидоиро пайгирӣ мекунад, яксон нест.

Адсорбсияи даврии миқёси лабораторӣ чӣ гуна иҷро шуд?

Барои нигоҳ доштани napin адсорбенти катион-ивазкунандаи DBA-CEX, ки аз ҷониби LPS Biosolutions A/S таъмин шудааст, истифода гардид. Адсорбент дар филтри вакуумӣ бо панҷ ҳаҷми бистари маҳлули 50 mM NaCl мувозинат карда шуд, сипас рӯи филтр хушк ва вазн карда шуд.

Адсорбент ба экстракти pH 6 бо таносуби 1 грамм адсорбент/100 mL экстракт илова гардид. pH дубора ба 6,0 танзим шуда, омехта 30 дақиқа омехта шуд. Napin рӯи адсорбент нигоҳ дошта шуд, сафедаҳои пайвастнашуда, махсусан ҷараёни бой аз cruciferin, аз тӯри 20 µm гузаронида ҷамъоварӣ шуданд.

Адсорбент бо панҷ ҳаҷми бистари об шуста шуд ва баъд napin-и пайвастшуда бо 0,5 M NaCl элюсия гардид. Маҳлули намакдори napin ба халтаи диализӣ бо ҳади буриши 6–8 kDa гузаронида шуда, шабона бар зидди оби зиёдатӣ диализ шуд. Хориҷ шудани намак бо паст шудани гузаронандагӣ то камтар аз 1 mS/cm санҷида шуд.

Дар миқёси лабораторӣ чӣ қадар интихобият ба даст омад?

Тибқи таҳлили RP-HPLC, ҳиссаи napin дар моддаи хушки eluate-и экстракти назоратӣ %100 ± 18 ва дар eluate-и экстракти бо fitase коркардшуда %97 ± 7 ҳисоб карда шуд. Диапазони номуайянӣ, ки аз %100 болотар меравад, нишон медиҳад, ки қимат бештар номуайянии таҳлил ва ҳисобкунии таносубро инъикос мекунад, на таркиби воқеии физикӣ; ҳиссаи воқеии napin дар намуна аз ҷиҳати физикӣ аз %100 зиёд шуда наметавонад.

Дар таҳлили нитрогени Dumas ҳиссаи умумии сафеда дар моддаи хушк дар eluate-и назоратӣ %94 ± 2 ва дар eluate-и бо fitase %95 ± 12 буд. Дар таҳлили RP-HPLC дар eluate-ҳои лабораторӣ cruciferin ошкор нашуд, дар тасвирҳои SDS-PAGE бошад танҳо тасмаҳое дида шуданд, ки мумкин аст дар сатҳи изӣ бошанд.

Дар Расми 2A дида мешавад, ки napin дар ашёи хом ва фраксияи пайвастнашуда кам, вале дар eluate хеле баланд аст. Расми 2B нишон медиҳад, ки cruciferin дар ҷараёни хом ва пайвастнашуда мавҷуд буда, дар eluate ба сатҳи қариб ченнашаванда мерасад. Расми 2C консентратсия шудани ҳиссаи умумии сафедаро дар eluate нишон медиҳад.

Дар гели SDS-PAGE-и Расми 2D тасмаҳои napin дар минтақаи тақрибан 10–15 kDa ва тасмаҳои cruciferin дар массаҳои молекулавии баландтар дида мешаванд. Дар filtrate-и бе fitase тасмаҳои заифи массаи молекулавии баланд дар байни 110–260 kDa дида мешаванд, дар намунаи бо fitase бошад онҳо камтар намоёнанд. Муаллифон ин тасмаҳоро бо эҳтимоли агрегатҳои сафеда ё oligomer-ҳои cruciferin алоқаманд кардаанд; аммо ин ҳувият алоҳида тасдиқ нашудааст.

Оё истифодаи fitase тозакуниро беҳтар кард?

Истифодаи fitase дар барқароркунии napin ё ҳиссаи сафедаи маҳсулоти ниҳоӣ беҳбудии назаррас ба вуҷуд наовард. Дар таҷрибаи лабораторӣ фарқи назаррас танҳо дар ҳиссаи сафедаи фраксияи селлюлоза дида шуд ва барои ин фарқ p ≤ 0,01 гузориш гардид.

Fitase кислотаи фитикиро мешиканад ва миқдори фосфати ҳалшавандаро зиёд мекунад. Ба гуфтаи муҳаққиқон, ин раванд метавонад таркиби умумии моддаи хушки фраксияи селлюлозаро тағйир дода, фоизи сафедаро дар асоси моддаи хушк зиёд карда бошад. Аммо нишон дода нашудааст, ки fitase пайвастшавӣ ё elution-и napin-ро ба таври равшан тағйир додааст.

Фарқҳои маҳдуди тасмаҳо дар тасвири SDS-PAGE ишора мекунанд, ки fitase метавонад ба ҳолати агрегатсия ё ҳалшавии ҷараёни канории бой аз cruciferin таъсир расонад. Ин эҳтимол бо таҳлилҳои ҷудогонаи сохторӣ тасдиқ нашудааст.

Иқтидори динамикии пайвастшавӣ чӣ маъно дорад?

Иқтидори адсорбент бо иқтидори динамикии пайвастшавӣ дар нуқтаи breakthrough-и %10 арзёбӣ гардид. Нуқтаи breakthrough лаҳзаест, ки консентратсияи napin-и бе пайвастшавӣ аз адсорбент баромада ба %10 консентратсияи ғизодиҳӣ мерасад.

Ҳисоб бо муодилаи зерин иҷро шуд:

\[ DBC_{10\%} = \frac{C_0 \times V_{10\%}}{V_C} \]

C₀ консентратсияи ибтидоии сафедаро дар ғизодиҳӣ бо mg/mL; V_10% ҳаҷми ғизодиҳии то breakthrough-и %10 боршударо бо mL; ва V_C ҳаҷми адсорбентро бо mL нишон медиҳад. Натиҷа массаи napin-ро медиҳад, ки як mL адсорбент пеш аз оғози breakthrough пайваст карда метавонад.

Дар таҷрибаи иқтидор 100 грамм адсорбенти DBA-CEX дар ҳаҷми низомии 800 mL бо ҳамагӣ 24 литр экстракти хом аз ҳад зиёд бор карда шуд. Вақти нигоҳдорӣ барои ҳар ҳаҷми низом 6 дақиқа буд ва аз ҳар як литр permeate намуна гирифта шуд.

Дар хроматограммаҳои RP-HPLC-и Расми 3A дида мешавад, ки бо зиёд шудани бори умумии ба адсорбент додашуда қуллаи napin дар ҷараёни пайвастнашуда калон мешавад. Ин рафтор нишон медиҳад, ки адсорбент тадриҷан ба сершавӣ мерасад. Дар Расми 3B иқтидор бо истифода аз боре ҳисоб шуд, ки таносуби C/C₀ барои napin хати %10-ро убур кард.

Иқтидори динамикии пайвастшавии адсорбенти DBA-CEX 147 ± 25 mg napin/mL адсорбент гузориш шудааст. Ин қимат миёнаи ду такрор мебошад; аксари каҷҳои алоҳидаи breakthrough дар расмҳо ба як такрори намояндагӣ асос ёфтаанд. Аз ин рӯ тағйирёбии иқтидор бо силсилаи бузурги таҷрибаҳо арзёбӣ нашудааст.

Низоми пилотӣ чӣ гуна сохта шуд?

Дар таҷрибаҳои пилотӣ 500 грамм кунҷораи рапс дар ҳаҷми умумии 10 литр экстраксия коркард шуд. Низом филтри металлии 40 µm, насоси идоракунандаи ҷараёни салибӣ, насоси ғизодиҳии экстракти хом ва насоси идоракунандаи ҷараёни permeate, яъне се насоси перисталтикиро дар бар мегирифт.

Ҳаҷми низом 800 mL муқаррар шуд ва 100 грамм, тақрибан 150 mL адсорбенти DBA-CEX истифода гардид. Ҳаҷми низом бо кори ҳамзамони се насос доимӣ нигоҳ дошта шуд. Вақти нигоҳдорӣ барои ҳар ҳаҷми низом 6 дақиқа ва дебити ғизодиҳӣ/холиш 135 mL/дақиқа танзим карда шуд.

Пас аз гирифтани napin дебит то 200 mL/дақиқа зиёд карда шуд ва адсорбент бо 3,75 ҳаҷми низом оби деминерализатсияшуда шуста шуд. Napin бо 3,75 ҳаҷми низом 0,5 M NaCl аз адсорбент ҷудо карда шуд. Ҷараёни пайвастнашудаи бой аз cruciferin низ бо равандҳои мембранавӣ алоҳида консентратсия шуд.

Намакзудоӣ ва хушккунӣ бо мембрана чӣ гуна анҷом шуд?

Барои фраксияи napin мембранаи спиралӣ бо ҳади буриши 10 kDa ва барои фраксияи бой аз cruciferin мембранаи 100 kDa истифода шуд. Масоҳати ҳар мембрана 0,33 m² буд. Фишори transmembrane байни 0,7–1,0 bar тағйир ёфт.

Retentate аввал панҷ то шаш маротиба консентратсия шуд, сипас diafiltration бо иловаи об ва нигоҳ доштани ҳаҷм дар сатҳи доимӣ иҷро гардид. Намакзудоӣ то паст шудани гузаронандагӣ ба камтар аз 1 mS/cm идома ёфт. Фраксияҳои консентратшуда дар табақҳои аз пӯлоди зангногир ях карда шуданд ва дар охир бо усули freeze-drying хушк гардиданд.

Сафедаҳо бо кадом усулҳои таҳлилӣ чен шуданд?

SDS-PAGE

Аз ҳар намуна 20 µL гирифта, бо об ва буфери 4× LDS тунук карда шуд ва дар шароити ғайриредуксионӣ дар 70 °C барои 10 дақиқа инкубатсия гардид. Намунаҳо ба гели %4–12 Bis-Tris бор карда шуда, дар 200 V барои 55 дақиқа давонда ва бо Coomassie G-250 ранг карда шуданд. Ин усул барои муқоисаи профилҳои тасмаҳои napin ва cruciferin аз рӯи массаи молекулавӣ истифода шуд.

RP-HPLC

Миқдори napin ва cruciferin бо хроматографияи моеъи баландсамараноки фазаи баръакс чен шуд. Намунаҳо дар 8 M urea се маротиба тунук карда шуда, аз филтри 0,22 µm гузаронида ва дар сутуни C8 ҷудо шуданд. Фазаҳои ҳаракаткунанда аз %0,1 trifluoroacetic acid дар об ва %0,1 trifluoroacetic acid дар acetonitrile иборат буданд. Ҷараён 0,3 mL/дақиқа, ҳарорати сутун 30 °C, дарозии мавҷи ошкоркунӣ 214 nm ва вақти умумии таҳлил 12 дақиқа буд.

Таҳлили нитрогени Dumas

Сафедаи умумӣ бо истифода аз моддаи хушки намуна ва миқдори нитрогени бо усули Dumas ченшуда ҳисоб шуд. Моддаи хушки намунаҳо дар 75 °C то устувор шудани масса чен гардид ва миқдори нитроген бо коэффисиенти 5,35 ба сафеда табдил дода шуд.

Таҳлили полифенол

Полифенолҳо бо %80 acetone ва %0,1 acetic acid экстраксия шуданд, дар 20.000 g барои 10 дақиқа сентрифуга шуданд ва ҳалкунанда зери ҷараёни нитроген хориҷ гардид. Намунаҳои аз нав ҳалшуда бо UHPLC дар 330 nm таҳлил ва натиҷаҳо ҳамчун эквиваленти sinapic acid ҳисоб карда шуданд.

Ҳиссаи умумии сафедаи ҳалшаванда чӣ гуна муайян шуд?

Консентратсияи умумии сафедаи ҳалшаванда дар намунаи моеъ бо муносибати зерин ҳисоб шуд:

\[ C_{protein} = \frac{m_{protein}}{m_{DM}} \times \frac{m_{DM}}{m_{sample}} \]

m_protein/m_DM нишон медиҳад, ки чӣ қадар қисми моддаи хушк сафеда аст; m_DM/m_sample бошад нишон медиҳад, ки чӣ қадар қисми намунаи умумӣ моддаи хушк аст. Ҳангоми зарб кардани ду таносуб ҳиссаи массаи сафеда дар намунаи умумии моеъ ба даст меояд.

Дар миқёси пилотӣ ба кадом ҳиссаҳои сафеда расиданд?

Ҳиссаи массаи napin дар eluate-и пилотӣ бо RP-HPLC %96,4 ± 6,8 ҳисоб шуд. Ҳамин таҳлил ҳиссаи cruciferin-ро %21,8 ± 4,2 дод. Аз %100 зиёд шудани ҷамъи ду таносуб бо васеъшавии қуллаҳои RP-HPLC ва аз ҳад зиёд баҳодиҳии миқдори ҷузъҳо дар матритсаи мураккаби намуна шарҳ дода шуд.

Ҳиссаи умумии сафеда бо усули Dumas %90,9 ± 1,2 чен шуд. Ин қимат миқдори умумии сафедаи намунаро новобаста аз ҷамъи қуллаҳои алоҳидаи хроматографӣ нишон медиҳад ва барои маҳсулоти пилотӣ меъёри мувофиқтари таркиби умумӣ мебошад.

Дар графикҳои миқёси пилотӣ ҳиссаи napin дар ашёи хом ва фраксияи пайвастнашуда паст, вале дар eluate хеле баланд менамояд. Cruciferin асосан дар фраксияи пайвастнашуда ва фраксияи бо мембранаи 100 kDa нигоҳдошташуда консентратсия шудааст. Тасвири SDS-PAGE низ консентратсияи napin-ро дар eluate ва cruciferin-ро дар retentate-и 100 kDa дастгирӣ мекунад.

Дар ҳоле ки дар eluate-и лабораторӣ cruciferin ба таври хроматографӣ ошкор нашуда буд, дар eluate-и пилотӣ cruciferin-и ченшаванда гузориш шудааст. Ин фарқ нишон медиҳад, ки ҳангоми калон кардани миқёс интихобият пурра бетағйир намондааст ва матритсаи пилотӣ аз ҷиҳати таҳлилӣ мураккабтар аст.

Дар ҷараёни канории бой аз cruciferin чӣ ёфт шуд?

Дар фраксияе, ки аз коркарди мембранавии ҷараёни пайвастнашуда ба даст омад, ҳиссаи napin %10,1 ± 0,2, ҳиссаи cruciferin %76,1 ± 0,2 ва ҳиссаи умумии сафеда %73 ± 4 чен шуд.

Ин натиҷа нишон медиҳад, ки раванди DBA на танҳо маҳсулоти napin, балки ҷараёни дуюми сафедаи бой аз cruciferin низ тавлид карда метавонад. Аммо таҳқиқот хусусиятҳои функсионалӣ ё истифодаи ниҳоии ин ҷараёни канориро ба таври муфассал арзёбӣ накардааст.

Тавозуни массаи napin чиро нишон медиҳад?

Тавозуни массаи пилотӣ 16,7 грамм napin-и экстраксияшавандаи мавҷуд дар экстракти ибтидоии pH 6-ро асос гирифт. Тақсимот дар марҳилаи асосии DBA чунин гузориш шудааст:

Бо коркарди иловагии мембранавии ҷараёни пайвастнашуда боз 0,8 грамм napin гирифта шуд ва таҳқиқот барқароркунии умумии ниҳоиро 13,7 грамм, яъне %82,1 гузориш дод. Дар ҷумлаи дигари матн барқароркунӣ пеш аз demineralization %88 дода шудааст. Ин ду қимат марҳилаҳои гуногуни равандро ифода мекунанд; таҳқиқот фарқи байни онҳоро бо тавозуни муфассали мобайнӣ шарҳ надодааст.

Пас аз elution тақрибан 3,9 грамм napin дар адсорбент боқӣ мондааст, ҳисоб шудааст. Муҳаққиқон инро ба нисбатан мулоим будани elution-и 0,5 M NaCl нисбат дода, гуфтаанд, ки консентратсияи баландтари намак ё шароити ишқоритар метавонад elution-ро беҳтар кунад. Ин пешниҳод дар худи таҳқиқоти мазкур таҷрибавӣ санҷида нашудааст.

Дар ҷадвали тавозуни масса инчунин номувофиқии арифметикии шарҳнашуда вуҷуд дорад. Дар сатри “Residual fraction” 0,3 грамм napin ҳамчун %0,1 миқдори ибтидоӣ навишта шудааст. Аммо бар асоси 16,7 грамм, 0,3 грамм тақрибан %1,8-ро ташкил медиҳад. Ҷадвал ҷамъи 0,8 ва 0,3 граммро низ 0,9 грамм додааст. Ин қиматҳо ба эҳтимоли хатои навиштан, гирдкунӣ ё омодасозии ҷадвал ишора мекунанд; таҳқиқот манбаи хатогиро шарҳ надодааст.

Миқдори полифенол чӣ қадар кам шуд?

Ҳиссаи полифеноли кунҷораи рапс дар асоси моддаи хушк %1,22 чен шуд. Ин қимат танҳо ба як такрор асос ёфтааст. Дар экстрактҳои хоми лабораторӣ ҳисса %0,73 ± 0,02, дар eluate-ҳои лаборатории napin %0,20 ± 0,16 ва дар хокаи пилотии napin %0,03 ± 0,01 муайян шуд.

Азбаски байни натиҷаҳои полифеноли намунаҳои бо fitase ва бе fitase фарқи назаррас набуд, ин намунаҳо дар таҳлил якҷоя шуданд; қимати p аз 0,05 калонтар буд.

Бо вуҷуди миқдори пасти полифеноли ченшуда, гузориш шудааст, ки хокаи ниҳоӣ қаҳваранг буд. Муҳаққиқон баррасӣ мекунанд, ки полифенолҳои боқимонда метавонанд ба napin ба таври гидрофобӣ, электростатикӣ ё ковалентӣ пайваст шуда бошанд. Пешниҳод шудааст, ки бинобар шароити пайвастшавӣ бо гузаронандагии паст ва elution бо гузаронандагии баланд қисми зиёди пайвастагиҳои гидрофобӣ ё электростатикӣ хориҷ шуда, қисми боқимонда метавонад аз пайвандҳои эҳтимолии ковалентӣ сарчашма гирад. Ин механизм бо таҳлили мустақими пайванди химиявӣ исбот нашудааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Адсорбенти DBA-CEX тавонист napin-ро аз экстракти сафедаи рапс дар pH 6 интихобан нигоҳ дорад.
• Дар маҳсулоти лабораторӣ ва пилотӣ ҳиссаи умумии сафеда аз %90 боло чен шуд.
• Дар миқёси пилотӣ барқароркунии ниҳоии napin %82,1 гузориш шуд.
• Иқтидори динамикии пайвастшавии адсорбент 147 ± 25 mg napin/mL адсорбент буд.
• Истифодаи fitase самаранокии тозакунии napin ё ҳиссаи ниҳоии сафедаро ба таври назаррас тағйир надод.
• Ҳиссаи полифенол дар хокаи пилотии napin то %0,03 ± 0,01 кам шуд.
• Аз ҷараёни пайвастнашуда фраксияи дуюми сафедаи бой аз cruciferin ба даст оварда шуд.
• Раванд бо экстракти дағал филтршуда ва заррадор бе ниёз ба марҳилаҳои анъанавии равшанкунии нозук кор кард.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот исбот намекунад

• Таҳлили хароҷоте, ки иқтисодӣ будани хокаи истеҳсолшудаи napin-ро дар миқёси тиҷоратӣ нишон диҳад, анҷом нашудааст.
• Кори саноатии бефосила ва дарозмуддат, умри адсорбент ё давраҳои бисёркаратаи истифодаи такрорӣ арзёбӣ нашудаанд.
• Маза, бӯй, ранг ё қабули истеъмолкунандаи маҳсулот бо санҷишҳои ҳиссӣ чен нашудааст.
• Таҷрибавӣ нишон дода нашудааст, ки миқдори пасти полифенол функсионалии озуқавориро мустақиман беҳтар мекунад.
• Иҷрои маҳсулоти napin дар нӯшокии воқеӣ, эмулсия, маҳсулоти нонӣ ё формулаи дигари озуқаворӣ санҷида нашудааст.
• Истеҳсоли дараҷаи озуқаворӣ, мутобиқати меъёрӣ ё санҷиши гигиенаи саноатӣ иҷро нашудааст.
• Азбаски дар миқёси пилотӣ танҳо ду такрор истифода шуд, арзёбии васеи омории тағйирёбии раванд анҷом нашудааст.
• Исботи мустақим вуҷуд надорад, ки пайвастагиҳои қаҳваранги боқимонда полифенолҳои ковалентӣ пайвастшуда мебошанд.

Аз нигоҳи озуқаворӣ ва баҳодиҳии маҳсулоти канорӣ ин чӣ маъно дорад?

Таҳқиқот нишон медиҳад, ки кунҷораи рапси баъди истеҳсоли равған боқимонда на танҳо ҳамчун партови арзиши паст, балки ҳамчун ашёи хоми фраксияҳои сафедае, ки аз ҳам ҷудо мешаванд, арзёбӣ шуда метавонад. Консентратсия кардани napin ва cruciferin дар ҷараёнҳои алоҳида метавонад нисбат ба як консентрати умумии сафеда имкони таҳияи маҳсулоти идорашавандаро фароҳам орад.

Муҳимтарин саҳми равандии равиши DBA қобилияти гузариши адсорбент байни ҳолати суспензия ва бастабандишуда мебошад. Ин хусусият метавонад нисбат ба сутунҳои классикии собит режими кори таҳаммулпазиртар ба зарраҳои сахт фароҳам кунад. Ҳадаф кам кардани зарурати сентрифугакунӣ, микрофилтратсия ё равшанкунии бисёрмарҳила мебошад.

Бо вуҷуди ин, тавсифи “миқёспазир” гузариши муваффақ аз миқёси лабораторӣ ба экстраксияи пилотии 10 литрро ифода мекунад. Ин натиҷа далели истеҳсоли саноатӣ бо коркарди тоннаҳо ашёи хом, кори пайвастаи бастҳо ё рақобатпазирии иқтисодӣ нест.

Усул ва бозёфтҳои таҳқиқот

Шароити ашёи хом ва экстраксия

Шароити адсорбсияи лабораторӣ

Шароити пилотии DBA

Усулҳои таҳлилӣ

Бозёфтҳои асосӣ

Маҳдудиятҳои оморӣ ва таҷрибавӣ

• Тозакунии миқёси пилотӣ бо n = 2 такрор иҷро шудааст.
• Қимати иқтидори динамикӣ миёнаи ду такрор аст; хроматограмма ва графикҳои breakthrough як такрори намояндагиро нишон медиҳанд.
• Қимати ибтидоии полифеноли кунҷораи рапс танҳо ба як намуна асос ёфтааст.
• Дар муқоисаи fitase фарқи назаррас танҳо барои ҳиссаи сафедаи селлюлоза дар сатҳи p ≤ 0,01 гузориш шудааст.
• Дар таҳлили полифенол, азбаски байни гурӯҳҳои бо fitase ва бе fitase p > 0,05 буд, намунаҳо якҷоя шуданд.
• Натиҷаҳои пилотии RP-HPLC аз сабаби васеъшавии қулла ва мураккабии намуна аз ҳад зиёд баҳодиҳиро дар бар мегиранд.
• Баъд аз elution миқдори назарраси napin дар адсорбент боқӣ монд.
• Дар ҷадвали тавозуни масса номувофиқии арифметикии шарҳнашуда оид ба фоиз ва ҷамъбасти мобайнии фраксияи боқимондаи 0,3 грамм вуҷуд дорад.
• Кори дарозмуддати пайваста, истифодаи такрории адсорбент ва иқтисоди раванд арзёбӣ нашудаанд.

Ёддошти манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот:Scalable Purification of Napin From Rapeseed Press Cake Using Dynamic Bed Adsorption

Муаллифон ва тартиби онҳо: Peter Fog Lihme, Kasper Engholm-Keller, Marianne N. Lund ва Poul Erik Jensen.

Маълумоти саҳми баробар: Дар матн изҳороти муаллифи аввали баробар ё саҳми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифи масъул: Peter Fog Lihme. Суроғаи e-mail-и муаллифи масъул дар версияи баррасишуда нишон дода нашудааст.

Муассиса: Department of Food Science, Faculty of Science, University of Copenhagen, Rolighedsvej 26, 1958 Frederiksberg C, Denmark.

DOI: 10.2139/ssrn.6966121.

Журнал: Нашр ё қабул шудани таҳқиқот дар журнали peer-reviewed тасдиқ нашудааст.

Платформаи нашр: SSRN.

Ношири аслӣ: Ношири peer-reviewed вуҷуд надорад. SSRN платформаи preprint ва тадқиқоти барвақтӣ мебошад, ки ба Elsevier тааллуқ дорад; он ҳамчун ношири peer-reviewed пешниҳод нашудааст.

Соли нашр: 2026.

Навъи манбаъ: Таҳқиқоти preprint, ки адсорбсияи даврии миқёси лабораторӣ, адсорбсияи бистари динамикии миқёси пилотӣ, коркарди мембранавӣ ва таҳлилҳои таркиби сафедаро муттаҳид мекунад.

Вазъи peer review: Ин таҳқиқот preprint-и аз peer review нагузашта мебошад; натиҷаҳо бояд бо дарназардошти ин маҳдудият хонда шаванд.

Пайванди расмӣ:Сабти таҳқиқот дар SSRN

Тазоди манфиатҳо: Peter Fog Lihme ҳаммуаллифи ихтирои технологияи адсорбсияи бистари динамикӣ мебошад, ки дар таҳқиқот истифода шудааст ва дар дархости патенти марбут ба US20250381530A1 ҳамчун ихтироъкор номбар шудааст. Муаллифони дигар тазоди манфиатҳоро гузориш надодаанд. Ин робита маълумоти муҳими шаффофият аст, ки ҳангоми тафсири натиҷаҳои техникии низом бояд ба назар гирифта шавад.

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот аз ҷониби Novo Nordisk Foundation бо дастгирии рақами NNF21OC0065495 маблағгузорӣ шудааст.

Изҳороти истифодаи зеҳни сунъӣ: Муаллифон изҳор доштаанд, ки ChatGPT танҳо барои грамматика, беҳсозии забон ва сохтани ҷумлаҳо истифода шудааст; мазмуни илмӣ, таҳлили маълумот, тафсир ва натиҷаҳоро муҳаққиқон таҳия кардаанд ва матни бо ёрии зеҳни сунъӣ омодашуда аз ҷониби муаллифон санҷида ва таҳрир шудааст.

Ин мақолаи тоҷикӣ бо баррасии матни таҳқиқоти боршуда, формулаҳо, схемаи раванд, хроматограммаҳо, тасвирҳои SDS-PAGE, графикҳои таркиби сафеда, тавозуни масса ва ҷадвали полифенол омода шудааст. Ғайр аз тасдиқи ҳувияти манбаъ, ба таҳқиқот бозёфти илмии беруна илова нашудааст.

Дар версияи preprint-и баррасишуда мушкилоти таҳририи марбут ба рақамгузории расмҳо ва тавлиди ҳуҷҷат вуҷуд доранд. Расми миқёси пилотӣ ҳамон рақами “Figure 3”-ро дорад, ки расми қаблии иқтидори динамикӣ дорад, ва дар саҳифаи охир дар сарлавҳаи расм ибораи “Error! No text of specified style in document” дида мешавад. Ин мушкилот мазмуни маълумотро мустақиман тағйир намедиҳанд, аммо нишон медиҳанд, ки версия ҳанӯз аз таҳрири ниҳоии нашр нагузаштааст.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот инҳоянд: шумораи ками такрорҳои пилотӣ, ҳампӯшии қуллаҳо дар натиҷаҳои RP-HPLC, номувофиқии арифметикӣ дар ҷадвали тавозуни масса, набудани санҷишҳои ҳиссӣ ва формулаҳои озуқаворӣ, санҷида нашудани истифодаи дарозмуддати такрории адсорбент ва анҷом нашудани арзёбии иқтисодии саноатӣ. Таҳқиқот далели муваффақияти истеҳсолоти тиҷоратӣ ё маҳсулоти тасдиқшудаи дараҷаи озуқавориро пешниҳод намекунад.