Ushbu tadqiqot sovuq presslangan kolza press kekidan olingan xom protein ekstraktidagi napinni dinamik qatlam adsorbsiyasi yordamida selektiv va masshtablanadigan tarzda ajratish mumkinligini o‘rgangan. Tadqiqotda kation almashinuvchi adsorbent avval laboratoriya miqyosidagi partiyali tajribalarda, so‘ng 500 gramm press keki va 10 litr ekstrakt ishlatilgan pilot tizimda sinovdan o‘tkazilgan. Pilot miqyosda yakuniy napin fraksiyasining umumiy protein massa ulushi Dumas usuli bilan %90,9 ± 1,2 deb aniqlangan, umumiy napin qayta tiklanishi %82,1 ga yetgan va yakuniy kukundagi polifenol ulushi %0,03 ± 0,01 gacha kamaygan. Biroq tadqiqot hakamlik baholashidan o‘tmagan; pilot tajribalar faqat ikki takrorni o‘z ichiga oladi va mahsulotning sezgi, texnologik hamda haqiqiy oziq-ovqat formulalaridagi ishlashi bevosita sinalmagan.

Dinamik qatlam adsorbsiyasining asosiy afzalligi shundaki, u klassik to‘ldirilgan kolonna xromatografiyasidagi kabi to‘liq tiniqlashtirilgan oziqlantirishni talab qilmasdan zarrachali xom ekstraktlar bilan ishlay oladi. Ammo tadqiqotda ekstraktlar butunlay filtrlashsiz qo‘llanmagan: laboratoriya miqyosida 20 µm neylon to‘r, pilot miqyosda esa 40 µm metall filtr bilan yirik erimaydigan moddalar chiqarib tashlangan. Shu sabab tadqiqotdagi “oldindan tiniqlashtirishni talab qilmaydigan xom ekstrakt” iborasi an’anaviy nozik filtrlash yoki sentrifugalash bajarilmaganini anglatadi; hech qanday qattiq modda ajratish qo‘llanmagan degani emas.

Kation almashinuvchi DBA-CEX adsorbentining %10 yorilish nuqtasidagi dinamik bog‘lanish sig‘imi 147 ± 25 mg napin/mL adsorbent deb hisoblangan. Laboratoriya tajribalarida napinga boy fraksiyalar olingan va fitaza qo‘llash napinni tozalash samaradorligi yoki yakuniy protein ulushiga sezilarli ta’sir ko‘rsatmagan. Pilot miqyosga o‘tilganda umumiy protein miqdori saqlanib qolgan bo‘lsa-da, RP-HPLC tahlilida napin va krusiferin piklarining kengayishi tufayli ma’lum darajada analitik ortiqcha baholash yuzaga kelgan. Shu sabab pilot mahsulot uchun eng ishonchli umumiy tarkib ko‘rsatkichi sifatida Dumas bo‘yicha %90,9 ± 1,2 umumiy protein natijasi ajralib turadi.

Tadqiqotning asosiy muammosi nima?

Kolza yog‘i ishlab chiqarilgandan keyin qoladigan press keki sezilarli miqdorda protein saqlaydigan yon oqimdir. Ushbu proteinlarning asosiylari napin va krusiferindir. Ammo press kekining umumiy protein miqdorini oshirish bilan bu ikki proteinni bir-biridan selektiv ajratish bir xil jarayon emas. An’anaviy cho‘ktirish usullari umumiy protein ulushini oshira olsa-da, napin va krusiferin kabi turli fraksiyalarni yetarli selektivlik bilan ajrata olmasligi mumkin.

Kolonna xromatografiyasi yuqoriroq selektivlik bera oladi; biroq klassik to‘ldirilgan qatlamlar zarrachali, yog‘li yoki yetarlicha tiniqlashtirilmagan ekstraktlar bilan ishlaganda tiqilib qolish va ifloslanish xavfiga ega. Bundan tashqari, bir nechta xromatografiya bosqichi tampon sarfi, kapital xarajat, jarayon vaqti va har bosqichdagi mahsulot yo‘qotilishini oshirishi mumkin. Tadqiqotning asosiy savoli xromatografik selektivlikni saqlagan holda dag‘al kolza ekstraktini kamroq oldindan ishlov bilan qabul qila oladigan va laboratoriyadan pilot miqyosga ko‘chiriladigan tizim ishlab chiqish mumkinmi, degan masaladir.

Napin va krusiferin o‘rtasidagi farq nima?

Napin taxminan 12–16 kDa molekulyar massaga ega, 2S albumin sinfidagi kichik zaxira proteinidir. Tadqiqotda u taxminan 4 va 9 kDa li polipeptid zanjirlaridan tashkil topgani va izoelektrik nuqtasi taxminan pH 10–11 ekani ko‘rsatilgan. Yuqori izoelektrik nuqtasi sabab napin ish sharoiti bo‘lgan pH 6 da musbat sof zaryad tashiydi.

Krusiferin esa 12S/11S globulin sinfiga kiradi. U taxminan 50–60 kDa li oltita subbirlikning birikishidan hosil bo‘lgan taxminan 300 kDa li geksamer tuzilma sifatida tavsiflangan. Izoelektrik nuqtasi taxminan pH 7,2. Napin va krusiferinning molekulyar o‘lchami, eruvchanligi va zaryad xatti-harakatidagi farqlar selektiv ajratishning asosini tashkil qiladi.

Tadqiqot selektivlikni faqat bitta zaryad farqi bilan tushuntirish mumkinligini ko‘rsatmaydi. Ayniqsa pH 6 da krusiferin ham o‘z izoelektrik nuqtasidan pastda bo‘lgani uchun ajratish proteinlarning zaryad zichligi, sterik kirish imkoniyati, eruvchanlik xatti-harakati va adsorbent bilan o‘zaro ta’sirlarining qo‘shma natijasidir. Tadqiqotchilar mexanizmning barcha molekulyar tafsilotlarini alohida tajribalar bilan yechib bermagan.

An’anaviy usullarda qanday muammolar mavjud?

Ishqoriy ekstraksiya va izoelektrik cho‘ktirish urug‘ proteinlarini ajratishda keng tarqalgan va nisbatan arzon yondashuvdir. Proteinlar ishqoriy muhitda eritiladi, so‘ng kislotali pH ga keltirilib cho‘ktiriladi. Ammo bu jarayon ko‘pincha globulinga boy aralash fraksiya hosil qiladi va napin kabi albuminlarning selektiv qayta tiklanishini cheklaydi.

Tadqiqotda ko‘rib chiqilgan oldingi usullarning ayrimlari %82–%95 oralig‘ida protein miqdoriga erishgan bo‘lsa-da, past qayta tiklanish, pH 12,5 kabi keskin sharoitlar, organik erituvchi ishlatish yoki ko‘plab jarayon bosqichlarini talab qilgan. Kuchli ishqoriy sharoitlar protein gidrolizi va denaturatsiyasi xavfini oshirishi mumkin; shuningdek polifenollarning proteinlar bilan bog‘lanishini va kraxmal, yog‘ yoki fenolik birikmalarning birga cho‘kishini osonlashtirishi mumkin.

Klassik to‘ldirilgan qatlam xromatografiyasi yuqori selektivlik berishi mumkin, ammo oziqlantiruvchi oqimni zarracha va yog‘lardan tozalashni talab qilishi mumkin. Kolonnaning tiqilib qolishi, yuqori tampon sarfi va ko‘p bosqichli jarayon yo‘qotishlari oziq-ovqat ingredientlari ishlab chiqarishida katta miqyosli qo‘llashni qiyinlashtiradi.

Dinamik qatlam adsorbsiyasi qanday ishlaydi?

Dinamik qatlam adsorbsiyasi adsorbent zarrachalarini jarayon davomida ham suspenziyada, ham filtr yuzasida zichlangan holatda ishlatish imkonini beradigan adsorbsiya tizimidir. Tadqiqotning 1-rasmida tizimning ikki ish rejimi ko‘rsatilgan.

• Suspenziyalangan qatlam rejimi: Permeat nasosi o‘chirilganida adsorbent zarrachalari aralashtirish baki bilan filtr konturi orasida aylanadi. Zarrachalarning suyuqlik ichida harakatlanishi proteinlarning adsorbent yuzalariga yetib borishini osonlashtiradi.
• Zichlangan qatlam rejimi: Permeat nasosi ishga tushganda adsorbent zarrachalari filtr yuzasiga tomon olib boriladi va u yerda vaqtinchalik, zich qatlam hosil qiladi. Suyuqlik filtrdan o‘tganda adsorbent tizim ichida ushlab qolinadi.

Bu o‘tish adsorbentning yuklash vaqtida suyuqlik bilan samarali aloqa qilishini, keyin esa yuvish va elyusiya paytida tizimdan chiqib ketmasdan ushlab turilishini ta’minlaydi. Klassik kolonnada adsorbent sobit qatlam holatida bo‘lsa, DBA tizimida adsorbentni suspenziyaga keltirish massa almashinuvini qo‘llab-quvvatlaydi va zarracha sabab tiqilish xavfini kamaytiradi.

Xom protein ekstrakti qanday tayyorlangan?

Sovuq presslangan kolza press keki 1:20 massa/hajm nisbatida demineralizatsiyalangan suvda suspenziya qilingan va 10 daqiqa aralashtirilgan. Boshqacha aytganda, har bir birlik press kekiga 20 birlik suv ishlatilgan.

Fitaza qo‘llangan guruhlarda fermentning yakuniy faolligi ekstraktda 12 U/mL bo‘ladigan qilib sozlangan va aralashma 40 °C da 60 daqiqa inkubatsiya qilingan. Nazorat guruhida fitaza ishlatilmagan.

Har ikki guruhda pH natriy gidroksid bilan 9,0 ga ko‘tarilgan va ishqoriy ekstraksiya 30 daqiqa davom ettirilgan. Keyin xlorid kislota bilan pH 6,0 ga tushirilgan va yirik erimaydigan zarrachalar 20 µm neylon to‘r bilan olib tashlangan. Hosil bo‘lgan suyuqlik tadqiqotda “xom ekstrakt” deb ta’riflangan.

Protein miqdori qanday hisoblangan?

Namunalarning quruq moddasidagi azot ulushi 5,35 azot-protein o‘tkazish koeffitsiyentiga ko‘paytirilgan:

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

Bu yerda Nitrogen%_DM quruq modda asosidagi azot foizini; Pr% esa hisoblangan protein massa ulushini bildiradi. Koeffitsiyent o‘lchangan azot miqdorini taxminiy protein miqdoriga aylantiradi. Tadqiqotda keng tarqalgan umumiy 6,25 koeffitsiyenti o‘rniga kolza proteinlari uchun mos deb qabul qilingan 5,35 qiymati ishlatilgan.

Protein ekstraksiya samaradorligi tadqiqotda quyidagi nisbat bilan ta’riflangan:

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

Surat pH 9 filtratidagi protein ulushini, maxraj esa boshlang‘ich press kekidagi protein ulushini ifodalaydi. Mualliflar bu qiymatni protein ekstraksiya samaradorligi deb atagan. Ammo formulada boshlang‘ich va filtratning umumiy quruq modda massalari aniq ko‘rsatilmagani sabab bu nisbat barcha boshlang‘ich protein massasini kuzatadigan batafsil massa balansiga teng emas.

Laboratoriya miqyosidagi partiyali adsorbsiya qanday bajarilgan?

Napinni ushlash uchun LPS Biosolutions A/S tomonidan taqdim etilgan kation almashinuvchi DBA-CEX adsorbenti ishlatilgan. Adsorbent vakuum filtrida besh qatlam hajmi 50 mM NaCl eritmasi bilan muvozanatlangan, keyin filtr ustida quritilib tortilgan.

Adsorbent pH 6 dagi ekstraktga 1 gramm adsorbent/100 mL ekstrakt nisbatida qo‘shilgan. pH qayta 6,0 ga sozlangan va aralashma 30 daqiqa aralashtirilgan. Napin adsorbentda ushlangan, bog‘lanmagan proteinlar, ayniqsa krusiferin boy oqim, 20 µm to‘rdan o‘tkazib yig‘ilgan.

Adsorbent besh qatlam hajmi suv bilan yuvilgan, so‘ng bog‘langan napin 0,5 M NaCl yordamida elyusiya qilingan. Tuzli napin eritmasi 6–8 kDa kesish chegarasiga ega dializ xaltasiga o‘tkazilgan va ortiqcha suvga qarshi tun bo‘yi dializ qilingan. Tuz chiqarilgani elektr o‘tkazuvchanlik 1 mS/cm dan pastga tushishi bilan nazorat qilingan.

Laboratoriya miqyosida qancha selektivlikka erishilgan?

RP-HPLC tahliliga ko‘ra nazorat ekstrakti elyuatidagi napinning quruq modda ulushi %100 ± 18, fitaza qo‘llangan ekstrakt elyuatida esa %97 ± 7 deb hisoblangan. %100 dan yuqoriga cho‘zilgan noaniqlik oralig‘i qiymat haqiqiy fizik tarkibdan ko‘ra analitik o‘lchov va nisbat hisobidagi noaniqlikni aks ettirishini ko‘rsatadi; namunaning haqiqiy napin ulushi fizik jihatdan %100 dan oshishi mumkin emas.

Dumas azot tahlilida umumiy protein quruq modda ulushi nazorat elyuatida %94 ± 2, fitazali elyuatda %95 ± 12 bo‘lgan. RP-HPLC tahlilida laboratoriya elyuatlarida krusiferin aniqlanmagan, SDS-PAGE tasvirlarida esa faqat iz darajasida bo‘lishi mumkin bo‘lgan tasma izlari ko‘ringan.

2A-rasmda napin xom ashyo va bog‘lanmagan fraksiyada kam, elyuatda esa aniq yuqori ekanini ko‘rish mumkin. 2B-rasmda krusiferin xom va bog‘lanmagan oqimda mavjud bo‘lsa, elyuatda o‘lchab bo‘lmaydigan darajaga yaqinlashadi. 2C-rasm umumiy protein ulushining elyuatda zichlashganini ko‘rsatadi.

2D-rasmdagi SDS-PAGE jelida napin tasmalari taxminan 10–15 kDa hududida, krusiferinga tegishli tasmalar esa yuqoriroq molekulyar massalarda ko‘rinadi. Fitaza qo‘llanmagan filtratda 110–260 kDa oralig‘ida zaif yuqori molekulyar massali tasmalar mavjud bo‘lsa, ular fitaza qo‘llangan namunada kamroq aniq. Mualliflar bu tasmalarni ehtimoliy protein agregatlari yoki krusiferin oligomerlari bilan bog‘lagan; ammo bu identifikatsiya alohida tasdiqlanmagan.

Fitaza qo‘llash tozalashni yaxshilaganmi?

Fitaza qo‘llash napin qayta tiklanishi yoki yakuniy mahsulot protein ulushida sezilarli yaxshilanish keltirmagan. Laboratoriya tajribasida sezilarli farq faqat pulpa fraksiyasining protein ulushida kuzatilgan va bu farq uchun p ≤ 0,01 bildirilgan.

Fitaza fitik kislotani parchalab eruvchan fosfat miqdorini oshiradi. Tadqiqotchilar fikricha, bu jarayon pulpa fraksiyasining umumiy quruq modda tarkibini o‘zgartirib, quruq modda asosidagi protein foizini oshirgan bo‘lishi mumkin. Ammo fitazaning napin bog‘lanishi yoki elyusiyasini sezilarli o‘zgartirgani ko‘rsatilmagan.

SDS-PAGE tasviridagi cheklangan tasma farqlari fitaza bog‘lanmagan krusiferin boy yon oqimning agregatsiya yoki eruvchanlik holatiga ta’sir qilishi mumkinligini ko‘rsatadi. Bu ehtimol tadqiqotda alohida strukturaviy tahlillar bilan tasdiqlanmagan.

Dinamik bog‘lanish sig‘imi nimani anglatadi?

Adsorbent sig‘imi %10 yorilish nuqtasidagi dinamik bog‘lanish sig‘imi bilan baholangan. Yorilish nuqtasi adsorbentdan bog‘lanmasdan chiqadigan napin konsentratsiyasi oziqlantirish konsentratsiyasining %10 qismiga yetgan paytdir.

Hisoblash quyidagi tenglama bilan bajarilgan:

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

C₀ oziqlantirishdagi boshlang‘ich protein konsentratsiyasini mg/mL da; V_10% %10 yorilishgacha yuklangan oziqlantirish hajmini mL da; V_C esa adsorbent hajmini mL da ifodalaydi. Natija bir mL adsorbent yorilish boshlanishidan oldin bog‘lay oladigan napin massasini beradi.

Sig‘im tajribasida 100 gramm DBA-CEX adsorbenti 800 mL tizim hajmida jami 24 litr xom ekstrakt bilan ortiqcha yuklangan. Har bir tizim hajmi uchun ushlab turish vaqti 6 daqiqa bo‘lgan va har bir litr permeatda namuna olingan.

3A-rasmdagi RP-HPLC xromatogrammalarida adsorbentga berilgan umumiy yuk ortgan sari bog‘lanmagan oqimdagi napin piki kattalashgani ko‘rinadi. Bu xatti-harakat adsorbentning asta-sekin to‘yinganini ko‘rsatadi. 3B-rasmda napin uchun C/C₀ nisbati %10 chizig‘ini kesib o‘tgan yukdan foydalanib sig‘im hisoblangan.

DBA-CEX adsorbentining dinamik bog‘lanish sig‘imi 147 ± 25 mg napin/mL adsorbent deb xabar qilingan. Bu qiymat ikki takrorning o‘rtachasidir; rasmlardagi alohida yorilish egri chiziqlarining ko‘pi bitta vakillik takroriga asoslanadi. Shu sabab sig‘im o‘zgaruvchanligi katta tajriba seriyalari bilan baholanmagan.

Pilot miqyosidagi tizim qanday qurilgan?

Pilot tajribalarda 500 gramm kolza press keki jami 10 litr ekstraksiya hajmida qayta ishlangan. Tizim 40 µm teshikli metall filtr, ko‘ndalang oqimni boshqaradigan nasos, xom ekstrakt oziqlantirish nasosi va permeat oqimini boshqaradigan nasosdan iborat uchta peristaltik nasosni o‘z ichiga olgan.

Tizim hajmi 800 mL deb belgilangan va 100 gramm, taxminan 150 mL DBA-CEX adsorbenti ishlatilgan. Tizim hajmi uch nasosning bir vaqtda ishlashi bilan doimiy saqlangan. Har bir tizim hajmi uchun ushlab turish vaqti 6 daqiqa, oziqlantirish/bo‘shatish sarfi 135 mL/daqiqa etib sozlangan.

Napin ushlangach, sarf 200 mL/daqiqa gacha oshirilgan va adsorbent 3,75 tizim hajmi demineralizatsiyalangan suv bilan yuvilgan. Napin 3,75 tizim hajmi 0,5 M NaCl bilan adsorbentdan ajratilgan. Bog‘lanmagan krusiferin boy oqim ham membrana jarayonlari bilan alohida konsentrlangan.

Membrana bilan tuzsizlantirish va quritish qanday bajarilgan?

Napin fraksiyasi uchun 10 kDa, krusiferin boy fraksiya uchun 100 kDa kesish qiymatiga ega spiral o‘ralgan membranalar ishlatilgan. Har bir membrana maydoni 0,33 m². Transmembrana bosimi 0,7–1,0 bar oralig‘ida o‘zgargan.

Retentat avval besh-olti marta konsentrlangan, keyin hajmni doimiy saqlab suv qo‘shiladigan diafiltratsiya bajarilgan. Elektr o‘tkazuvchanlik 1 mS/cm dan pastga tushguncha tuzsizlantirish davom ettirilgan. Konsentrlangan fraksiyalar zanglamaydigan po‘lat patnislarda muzlatilgan va oxirida muzlatib quritilgan.

Proteinlar qaysi tahlil usullari bilan o‘lchangan?

SDS-PAGE

Har bir namunadan 20 µL olingan, suv va 4× LDS tampon bilan suyultirilgan va qaytarmaydigan sharoitda 70 °C da 10 daqiqa inkubatsiya qilingan. Namunalar %4–12 Bis-Tris jelga yuklangan, 200 V da 55 daqiqa yuritilgan va Coomassie G-250 bilan bo‘yalgan. Bu usul napin va krusiferinning molekulyar massaga ko‘ra tasma profillarini solishtirish uchun ishlatilgan.

Teskari fazali HPLC

Napin va krusiferin miqdori teskari fazali yuqori samarali suyuqlik xromatografiyasi bilan o‘lchangan. Namunalar 8 M ureada uch marta suyultirilgan, 0,22 µm filtrdan o‘tkazilgan va C8 kolonnada ajratilgan. Mobil fazalar suvdagi %0,1 trifluorosirka kislotasi va asetonitrildagi %0,1 trifluorosirka kislotasidan iborat bo‘lgan. Oqim 0,3 mL/daqiqa, kolonna harorati 30 °C, aniqlash to‘lqin uzunligi 214 nm va umumiy tahlil vaqti 12 daqiqa.

Dumas azot tahlili

Umumiy protein namunaning quruq moddasi va Dumas usulida o‘lchangan azot miqdori yordamida hisoblangan. Namunalarning quruq moddasi 75 °C da massa doimiy bo‘lguncha o‘lchangan va azot miqdori 5,35 koeffitsiyenti bilan proteinga aylantirilgan.

Polifenol tahlili

Polifenollar %80 aseton va %0,1 sirka kislotasi bilan ekstraksiya qilingan, 20.000 g da 10 daqiqa sentrifugalangan va azot oqimi ostida erituvchi chiqarilgan. Qayta eritilgan namunalar UHPLC bilan 330 nm da tahlil qilingan va natijalar sinapik kislota ekvivalenti sifatida hisoblangan.

Umumiy eruvchan protein ulushi qanday aniqlangan?

Suyuq namunadagi umumiy eruvchan protein konsentratsiyasi quyidagi munosabat bilan hisoblangan:

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

m_protein/m_DM quruq moddaning qancha qismi protein ekanini; m_DM/m_sample esa jami namunaning qancha qismi quruq modda ekanini ko‘rsatadi. Ikki nisbat ko‘paytirilganda jami suyuq namunadagi protein massa ulushi olinadi.

Pilot miqyosda qanday protein ulushlariga erishilgan?

Pilot elyuatidagi napin massa ulushi RP-HPLC bilan %96,4 ± 6,8 deb hisoblangan. Ayni tahlil krusiferin ulushini %21,8 ± 4,2 deb bergan. Ikki nisbat yig‘indisining %100 dan oshishi RP-HPLC piklarining kengayishi va murakkab namuna matritsasining komponent miqdorlarini ortiqcha baholashi bilan izohlangan.

Dumas usulida o‘lchangan umumiy protein ulushi %90,9 ± 1,2. Bu qiymat namunaning umumiy protein miqdorini alohida xromatografik piklar yig‘indisidan mustaqil tarzda ko‘rsatadi va pilot mahsulot uchun yanada izchil umumiy tarkib o‘lchovidir.

Pilot miqyos grafiklarida xom ashyo va bog‘lanmagan fraksiyada napin ulushi past, elyuatda esa juda yuqori ko‘rinadi. Krusiferin asosan bog‘lanmagan va 100 kDa membrana bilan ushlangan fraksiyada to‘plangan. SDS-PAGE tasviri ham napinning elyuatda, krusiferinning esa 100 kDa retentatda to‘planganini qo‘llab-quvvatlaydi.

Laboratoriya elyuatida xromatografik jihatdan krusiferin aniqlanmagan bo‘lsa, pilot elyuatda o‘lchanadigan krusiferin xabar qilingan. Bu farq masshtab oshirilganda selektivlik butunlay o‘zgarmasligini saqlamaganini va pilot matritsa analitik jihatdan murakkabroq ekanini ko‘rsatadi.

Krusiferin boy yon oqimda nima aniqlangan?

Bog‘lanmagan oqimning membrana bilan ishlov berilishi natijasida olingan fraksiyada napin ulushi %10,1 ± 0,2, krusiferin ulushi %76,1 ± 0,2 va umumiy protein ulushi %73 ± 4 deb o‘lchangan.

Bu natija DBA jarayoni faqat napin mahsuloti yaratib qolmay, balki krusiferin boy ikkinchi protein oqimini ham ishlab chiqarishi mumkinligini ko‘rsatadi. Biroq tadqiqot bu yon oqimning funksional xususiyatlari yoki yakuniy qo‘llanishini batafsil baholamagan.

Napin massa balansi nimani ko‘rsatadi?

Pilot massa balansi pH 6 dagi boshlang‘ich ekstraktda mavjud 16,7 gramm ekstraksiyalanadigan napinni asos qilgan. Asosiy DBA bosqichidagi taqsimot quyidagicha xabar qilingan:

Bog‘lanmagan oqimni qo‘shimcha membrana bilan qayta ishlash orqali yana 0,8 gramm napin olingan va tadqiqot yakuniy umumiy qayta tiklanishni 13,7 gramm, ya’ni %82,1 deb bildirgan. Matnning boshqa bir jumlasida demineralizatsiyadan oldingi qayta tiklanish %88 deb berilgan. Bu ikki qiymat jarayonning turli bosqichlarini ifodalaydi; tadqiqot ular orasidagi farqni batafsil oraliq massa balansi bilan tushuntirmagan.

Elyusiyadan keyin adsorbentda taxminan 3,9 gramm napin qolgan deb hisoblangan. Tadqiqotchilar buni 0,5 M NaCl elyusiyasining nisbatan yumshoq qolishi bilan bog‘lagan va yuqoriroq tuz konsentratsiyasi yoki ishqoriyroq sharoitlar elyusiyani yaxshilashi mumkinligini aytgan. Bu taklif ushbu tadqiqot doirasida tajribada sinalmagan.

Massa balansi jadvalida tushuntirilmagan arifmetik nomuvofiqlik ham mavjud. “Residual fraction” qatorida 0,3 gramm napin boshlang‘ich miqdorning %0,1 qismi deb yozilgan. Ammo 16,7 gramm asosida 0,3 gramm taxminan %1,8 ga teng. Jadval 0,8 va 0,3 gramm yig‘indisini ham 0,9 gramm deb bergan. Bu qiymatlar ehtimoliy yozuv, yaxlitlash yoki jadval tayyorlash xatosiga ishora qiladi; tadqiqot xatoning manbasini tushuntirmagan.

Polifenol miqdori qancha kamaygan?

Kolza press kekining polifenol ulushi quruq modda asosida %1,22 deb o‘lchangan. Bu qiymat faqat bitta takrorga asoslangan. Laboratoriya xom ekstraktlarida ulush %0,73 ± 0,02, laboratoriya napin elyuatlarida %0,20 ± 0,16 va pilot napin kukunida %0,03 ± 0,01 deb aniqlangan.

Fitazali va fitazasiz namunalarning polifenol natijalari orasida sezilarli farq bo‘lmagani uchun bu namunalar tahlilda birlashtirilgan; p qiymati 0,05 dan katta.

Yakuniy kukunning o‘lchangan polifenol ulushi past bo‘lishiga qaramay jigarrang ekani xabar qilingan. Tadqiqotchilar qolgan polifenollar napinga gidrofobik, elektrostatik yoki kovalent tarzda bog‘langan bo‘lishi mumkinligini muhokama qiladi. Jarayonning past elektr o‘tkazuvchanlikdagi bog‘lanish va yuqori elektr o‘tkazuvchanlikdagi elyusiya sharoitlari sabab gidrofobik yoki elektrostatik bog‘langan birikmalarning katta qismi olib tashlangan bo‘lishi, qolgan qismi esa ehtimoliy kovalent bog‘lardan kelib chiqishi mumkinligi ilgari surilgan. Bu mexanizm bevosita kimyoviy bog‘ tahlili bilan isbotlanmagan.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• DBA-CEX adsorbenti pH 6 dagi kolza protein ekstraktidan napinni selektiv ushlab tura olgan.
• Laboratoriya va pilot miqyos mahsulotlarida umumiy protein ulushi %90 dan yuqori o‘lchangan.
• Pilot miqyosda yakuniy napin qayta tiklanishi %82,1 deb xabar qilingan.
• Adsorbentning dinamik bog‘lanish sig‘imi 147 ± 25 mg napin/mL adsorbent darajasida.
• Fitaza qo‘llash napinni tozalash samaradorligi yoki yakuniy protein ulushini sezilarli o‘zgartirmagan.
• Pilot napin kukunidagi polifenol ulushi %0,03 ± 0,01 gacha kamaygan.
• Bog‘lanmagan oqimdan krusiferin boy ikkinchi protein fraksiyasi olish mumkin bo‘lgan.
• Jarayon an’anaviy nozik tiniqlashtirish bosqichlarisiz, dag‘al filtrlab olingan zarrachali ekstrakt bilan ishlagan.

Tadqiqot isbotlamaydigan natijalar

• Ishlab chiqarilgan napin kukunining tijorat miqyosida iqtisodiy ekanini ko‘rsatadigan xarajat tahlili bajarilmagan.
• Uzluksiz va uzoq muddatli sanoat ishlashi, adsorbent umri yoki ko‘p martalik qayta foydalanish sikllari baholanmagan.
• Mahsulotning ta’mi, hidi, rangi yoki iste’molchi qabul qilishi sezgi sinovlari bilan o‘lchanmagan.
• Past polifenol miqdori oziq-ovqatdagi funksionallikni bevosita yaxshilashi tajribada ko‘rsatilmagan.
• Napin mahsulotining haqiqiy ichimlik, emulsiya, non mahsuloti yoki boshqa oziq-ovqat formulasidagi ishlashi sinalmagan.
• Oziq-ovqat darajasidagi ishlab chiqarish, me’yoriy muvofiqlik yoki sanoat gigiyenasi tasdiqlanmagan.
• Pilot miqyosda faqat ikki takror ishlatilgani sabab jarayon o‘zgaruvchanligining keng statistik bahosi bajarilmagan.
• Qolgan jigarrang birikmalar kovalent bog‘langan polifenollar ekani bevosita isbotlanmagan.

Oziq-ovqat va yon mahsulotdan foydalanish nuqtai nazaridan nimani anglatadi?

Tadqiqot yog‘ ishlab chiqarilgandan keyin qoladigan kolza press kekini faqat past qiymatli qoldiq sifatida emas, balki bir-biridan ajratilishi mumkin bo‘lgan protein fraksiyalarining xom ashyosi sifatida ko‘rish mumkinligini ko‘rsatadi. Napin va krusiferinni alohida oqimlarda konsentrlash bitta umumiy protein konsentratiga qaraganda nazoratliroq mahsulot ishlab chiqish imkonini berishi mumkin.

DBA yondashuvining eng muhim jarayon hissasi adsorbentning suspenziyalangan va zichlangan holatlar orasida o‘ta olishidir. Bu xususiyat klassik sobit kolonnalarga qaraganda qattiq zarrachalarga ko‘proq tolerant ish rejimini yaratishi mumkin. Shu tariqa sentrifugalash, mikrofiltrlash yoki ko‘p bosqichli tiniqlashtirish ehtiyojini kamaytirish maqsad qilinadi.

Biroq “masshtablanadigan” ta’rifi laboratoriya miqyosidan 10 litrli pilot ekstraksiyaga muvaffaqiyatli o‘tishni anglatadi. Bu natija tonnalab xom ashyo qayta ishlanadigan sanoat ishlab chiqarishi, uzluksiz smena ishlashi yoki iqtisodiy raqobatbardoshlik isboti emas.

Tadqiqot usuli va topilmalari

Xom ashyo va ekstraksiya sharoitlari

Laboratoriya adsorbsiya sharoitlari

Pilot DBA sharoitlari

Tahlil usullari

Asosiy topilmalar

Statistik va tajribaviy cheklovlar

• Pilot miqyosdagi tozalash n = 2 takror bilan bajarilgan.
• Dinamik sig‘im qiymati ikki takrorning o‘rtachasi; xromatogramma va yorilish grafiklari bitta vakillik takrorini ko‘rsatadi.
• Kolza press kekining boshlang‘ich polifenol qiymati faqat bitta namunaga asoslangan.
• Fitaza taqqoslashida sezilarli farq faqat pulpa protein ulushi uchun p ≤ 0,01 darajasida bildirilgan.
• Polifenol tahlilida fitazali va fitazasiz guruhlar orasida p > 0,05 bo‘lgani sabab namunalar birlashtirilgan.
• Pilot RP-HPLC natijalari pik kengayishi va namuna murakkabligi sabab ortiqcha baholashni o‘z ichiga oladi.
• Elyusiyadan keyin adsorbentda sezilarli miqdorda napin qolgan.
• Massa balansi jadvalida 0,3 gramm qoldiq fraksiyaning foizi va oraliq yig‘indisi bo‘yicha tushuntirilmagan arifmetik nomuvofiqlik mavjud.
• Uzoq muddatli uzluksiz ishlash, adsorbentni qayta ishlatish va jarayon iqtisodi baholanmagan.

Manba va usul eslatmasi

Tadqiqotning to‘liq asl nomi:Scalable Purification of Napin From Rapeseed Press Cake Using Dynamic Bed Adsorption

Mualliflar va tartibi: Peter Fog Lihme, Kasper Engholm-Keller, Marianne N. Lund va Poul Erik Jensen.

Teng hissa ma’lumoti: Matnda teng birinchi mualliflik yoki teng hissa bayonoti yo‘q.

Mas’ul muallif: Peter Fog Lihme. Mas’ul muallifning e-mail manzili ko‘rib chiqilgan versiyada ko‘rsatilmagan.

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

DOI: 10.2139/ssrn.6966121.

Jurnal: Tadqiqot peer-reviewed jurnalda nashr qilingani yoki qabul qilingani tasdiqlanmagan.

Nashr platformasi: SSRN.

Asl nashriyot: Peer-reviewed nashriyot mavjud emas. SSRN Elsevier’ga tegishli preprint va erta tadqiqot platformasidir; peer-reviewed nashriyot sifatida taqdim etilmagan.

Nashr yili: 2026.

Manba turi: Laboratoriya miqyosidagi partiyali adsorbsiya, pilot miqyosdagi dinamik qatlam adsorbsiyasi, membrana ishlovi va protein tarkibi tahlillarini birlashtirgan preprint tadqiqot.

Peer-review holati: Bu tadqiqot peer review’dan o‘tmagan preprint; natijalar ushbu cheklovni hisobga olib o‘qilishi kerak.

Rasmiy havola:SSRN tadqiqot yozuvi

Manfaatlar to‘qnashuvi: Peter Fog Lihme tadqiqotda ishlatilgan dinamik qatlam adsorbsiyasi texnologiyasining hammuallif ixtirochisidir va tegishli US20250381530A1 patent arizasida ixtirochi sifatida ko‘rsatilgan. Boshqa mualliflar manfaatlar to‘qnashuvini bildirmagan. Bu aloqa tizimning texnik natijalarini talqin qilishda hisobga olinishi kerak bo‘lgan muhim shaffoflik ma’lumotidir.

Moliyalashtirish: Tadqiqot Novo Nordisk Foundation tomonidan NNF21OC0065495 raqamli qo‘llab-quvvatlash doirasida moliyalashtirilgan.

Sun’iy intellektdan foydalanish bayonoti: Mualliflar ChatGPT faqat grammatika, tilni yaxshilash va gap tuzilishi uchun ishlatilganini; ilmiy mazmun, ma’lumotlar tahlili, talqin va xulosalar tadqiqotchilar tomonidan ishlab chiqilganini va sun’iy intellekt yordamidagi matn mualliflar tomonidan tekshirilib tahrirlanganini bildirgan.

Ushbu o‘zbekcha maqola yuklangan tadqiqotning matni, formulalari, jarayon sxemasi, xromatogrammalari, SDS-PAGE tasvirlari, protein tarkibi grafiklari, massa balansi va polifenol jadvali ko‘rib chiqilib tayyorlangan. Manba identifikatsiyasini tasdiqlashdan tashqari tadqiqotga tashqaridan ilmiy topilma qo‘shilmagan.

Ko‘rib chiqilgan preprint versiyasida rasm raqamlash va hujjat tayyorlash bilan bog‘liq tahririy muammolar mavjud. Pilot miqyosdagi rasm avvalgi dinamik sig‘im rasmi bilan bir xil “Figure 3” raqamini olgan, oxirgi sahifada esa rasm sarlavhasida “Error! No text of specified style in document” iborasi ko‘rinadi. Bu muammolar ma’lumotlar mazmunini bevosita o‘zgartirmasa-da, versiya hali yakuniy nashr tahriridan o‘tmaganini ko‘rsatadi.

Tadqiqotning asosiy cheklovlari: pilot takrorlar sonining kamligi, RP-HPLC natijalaridagi pik ustma-ust tushishi, massa balansi jadvalidagi arifmetik nomuvofiqlik, sezgi va oziq-ovqat formulasi sinovlarining yo‘qligi, adsorbentning uzoq muddatli qayta ishlatilishi sinalmagani va sanoat iqtisodiy baholashi bajarilmaganidir. Tadqiqot tijorat ishlab chiqarish muvaffaqiyati yoki tasdiqlangan oziq-ovqat darajasidagi mahsulot isbotini taqdim etmaydi.