POLISZACHARIDOK (BIOPOLIMEREK) FERMENTÁCIÓJA



Hasonló dokumentumok
POLISZACHARIDOK (BIOPOLIMEREK) FERMENTÁCIÓJA (PSZ.)

5. Mikrobiális poliszacharidok

5. Mikrobiális poliszacharidok

5. Mikrobiális poliszacharidok

Ciklodextrinek története. Villiers (1891) Keményítı táptalaj + Bacillus amylobacter. kristályos anyag

BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 1

Az oktanol-víz megoszlási hányados és a ciklodextrin komplex asszociációs állandó közötti összefüggés vizsgálata modell szennyezıanyagok esetén

R-OH H + O H O H OH H O H H OH O H OH O H OH H H

Ciklodextrinek alkalmazási lehetőségei kolloid diszperz rendszerekben

Kolbe Ilona, Fenyvesi Éva, Vikmon Mária

IPARI ENZIMEK IPARI ENZIMEK ENZIMEK ALKALMAZÁSAI MEGOSZLÁS IPARÁGAK SZERINT IPARI ENZIMEK PIACA IPARI ENZIMEK FORRÁSAI

Fotoszintézis. fotoszintetikus pigmentek Fényszakasz - gránum/sztrómalamella. Sötétszakasz - sztróma

4. SZERVES SAVAK. Az ecetsav biológiai előállítása SZERVES SAVAK. Ecetsav baktériumok. Az ecetsav baktériumok osztályozása ECETSAV. 04.

MAGYAR ÉLELMISZERKÖNYV. Codex Alimentarius Hungaricus

R-OH H + O H O H OH H O H H OH O H OH O H OH H H

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

A szénhidrátok az élet szempontjából rendkívül fontos, nélkülözhetetlen vegyületek. A bioszféra szerves anyagainak fő tömegét adó vegyületek.

4. GÉNMANIPULÁLT MIKRO- ORGANIZMUSOK

4. GÉNMANIPULÁLT MIKRO- ORGANIZMUSOK Elsődleges anyagcseretermék: például: triptofán Másodlagos anyagcsere-termékek: az antibiotikumok

Ciklodextrines kezeléssel kombinált technológiák a környezeti kockázat csökkentésére

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Poliaddíció. Polimerek kémiai reakciói. Poliaddíciós folyamatok felosztása. Addíció: két molekula egyesülése egyetlen fıtermék keletkezése közben

SZÉNHIDRÁTOK. Biológiai szempontból legjelentősebb a hat szénatomos szőlőcukor (glükóz) és gyümölcscukor(fruktóz),

Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban

A szénhidrátok az élet szempontjából rendkívül fontos, nélkülözhetetlen vegyületek. A bioszféra szerves anyagainak fő tömegét adó vegyületek.

MAGYAR ÉLELMISZERKÖNYV (Codex Alimentarius Hungaricus) /45 számú előírás (Hatodik kiegészítés)

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI A SZÉNHIDRÁTOK 1. kulcsszó cím: SZÉNHIDRÁTOK

A szteroidok. A szteroidok általános előállítása:

BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak

4.4 BIOPESZTICIDEK. A biopeszticidekről. Pécs Miklós: A biotechnológia természettudományi alapjai

Általános iskola (7-8. évfolyam)

Glikolízis. emberi szervezet napi glukózigénye: kb. 160 g

THEOPHYLLINUM. Teofillin

Elválasztástechnikai és bioinformatikai kutatások. Dr. Harangi János DE, TTK, Biokémiai Tanszék

2. Aminosavak - Treonin

Belső hasznosítás. Kémiai struktúra. Fibersol-2

Szabadalmi igénypontok

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 12 pont. 3. feladat Összesen: 14 pont. 4. feladat Összesen: 15 pont

4. SZERVES SAVAK SZERVES SAVAK. Felhasználása. Citromsav. Termelés. Történet. Pécs Miklós: Biotermék technológia

HETEROGÉN FÁZISÚ ENZIMES REAKCIÓK

BIOTERMÉK TECHNOLÓGIA-2

Gáz halmazállapotú energiahordozók és biohajtóanyagok (biogáz, biohidrogén)

BIOGÉN ELEMEK MÁSODLAGOS BIOGÉN ELEMEK (> 0,005 %)

LACTULOSUM. Laktulóz

Bevezetés a növénytanba Növényélettani fejezetek 2.

HETEROGÉN FÁZISÚ ENZIMES REAKCIÓK HOMOGÉN ENZIMES REAKCIÓK ELŐNYÖK/HÁTRÁNYOK

Folyadékmembránok. Simándi Béla BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék /65

Egy sejt fehérje Single-Cell Protein (SCP) (Hallgatói jegyzet)

SUCRALFATUM. Szukralfát

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

CELLULÓZTARTALMÚ HULLADÉKOK ÉS SZENNYVÍZISZAP KÖZÖS ROTHASZTÁSA

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2001

Szénhidrátok I. (Carbohydrates)

6. Zárványtestek feldolgozása

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

Ipari vizek tisztítási lehetőségei rövid összefoglalás. Székely Edit BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Aerogél alapú gyógyszerszállító rendszerek. Tóth Tünde Anyagtudomány MSc

EGYSEJTŰ REAKTOROK BIOKATALÍZIS:

XANTHANI GUMMI. Xantán gumi

IPARI ENZIMEK 2. Proteázok. Alkalikus proteázok. Pécs Miklós: Biotermék technológia fejezet: Ipari enzimek 2.

A cukrok szerkezetkémiája

FÖLDMŰVELÉSTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

A felépítő és lebontó folyamatok. Biológiai alapismeretek

Szabadföldi kísérletek

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai

TIZANIDINI HYDROCHLORIDUM. Tizanidin-hidroklorid

GLUCAGONUM HUMANUM. Humán glükagon

TRIPSZIN TISZTÍTÁSA AFFINITÁS KROMATOGRÁFIA SEGÍTSÉGÉVEL

ÖSSZETETT ÉS SPECIÁLIS SZÍNEZÉSI ELJÁRÁSOK

OXIGÉNIGÉNY ÉS LEVEG ZTETÉS

Mucilago / Mucilagines

Kémiai reakciók. Kémiai reakció feltételei: Aktivált komplexum:

KÖRNYEZETI MIKROBIOLÓGIA ÉS BIOTECHNOLÓGIA. Bevezető előadás

TÉMAVEZETŐ TAKÁCS ERZSÉBET BEZSENYI ANIKÓ A GYÓGYSZERMARADVÁNYOK ELTÁVOLÍTÁSNAK LEHETŐSÉGEI A DÉL-PESTI SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEN

A KOLESZTERIN SZERKEZETE. (koleszterin v. koleszterol)

Bevezetés a talajtanba IV. A talaj szervesanyaga

KÉMIA 10. Osztály I. FORDULÓ

A piruvát-dehidrogenáz komplex. Csala Miklós

Szakmai zárójelentés

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Előadás címe: A vörösiszappal szennyezett felszíni vizek kárenyhítése. Mihelyt tudjátok, hogy mi a kérdés érteni fogjátok a választ is Douglas Adams

CHO CH 2 H 2 H HO H H O H OH OH OH H

POSZTTRANSZLÁCIÓS MÓDOSÍTÁSOK: GLIKOZILÁLÁSOK

Javítókulcs (Kémia emelt szintű feladatsor)

AZ ÉLET KÉMIÁJA... ÉLŐ ANYAG SZERVEZETI ALAPEGYSÉGE

A rost szerepe a kocák takarmányozásában

1. feladat. Versenyző rajtszáma:

NÖVÉNYI HATÓANYAGOK KINYERÉSE SZUPERKRITIKUS EXTRAKCIÓVAL

TERMÉSZETTUDOMÁNY JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Mozgófázisok a HILIC-ban. Módszer specifikus feltétel: kevésbé poláris, mint az állófázis vagy a víz Miért a víz?

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2000 (pótfeladatsor)

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2000

A talaj szerves anyagai

BIOTERMÉKEK IZOLÁLÁSA avagy A BIOLÓGIAI IPAROK ELVÁLASZTÁSI MŰVELETEI

Baktériumok tenyésztése

Faanyagok modifikációja_06

SZÉNHIDRÁTOK (H 2. Elemi összetétel: C, H, O. O) n. - Csoportosítás: Poliszacharidok. Oligoszacharidok. Monoszacharidok

Víz. Az élő anyag szerkezeti egységei. A vízmolekula szerkezete. Olyan mindennapi, hogy fel sem tűnik, milyen különleges

3. Előadás. Oligo- és poliszacharidok

Átírás:

POLISZACHARIDOK (BIOPOLIMEREK) FERMENTÁCIÓJA A növényi poliszacharidokat régen alkalmazzák: keményítı, cellulóz, agar-agar, alginát, pektin, inulin (ß(2 1). A mikróbiális poliszacharidokat csak néhány évtizede használják, pedig sokféle van belılük: dextrán, xantán, pullulán, szkleroglukán, leván, ciklodextrin Funkció a természetben: Lokalizáció a sejtekben: kiszáradás ellen fagocitózis, fágok ellen tartalék tápanyag immunológiai determináns sejtfal komponens (felületi makromolekulához kapcsolódik) Extracelluláris komponens: nyálkahártya: zselés kolónia, viszkózus tenyészoldat Felhasználás: Egyedülálló kolloidikai tulajdonságok: Viszkozitás-növelés, állag javítás Pszeudoplasztikus tulajdonságok: kis nyíróerı: nagy viszkozitás nagy nyíróerı: kis viszkozitás Jó szivattyúzhatóság, porlaszthatóság, festékek Szerkezeti viszkozitás: áramlás xantán Folyási hımérséklet: a viszkozitás függ a hımérséklettıl és a nyírástól Olvadáspont A T m feletti hımérsékleten már viszonylag kicsi a viszkozitás változása

Más polimereknél is fellép a jelenség, csak magasabb hımérsékleten: Polimer T m (kb.) ºC xantán 120 szukcinoglikán 70 szkleroglikán 150 velán 150 Gélképzés: (gélek: ld. Fiz-kém) általános poliszacharid tulajdonság: agar gél, pektin gél, alginát (Ca-ot igényel, poliglükuronát) 2. Exopoliszacharidok szerkezete: Alkotó komponensek: nagy változatosság, a szénhidrátok mellett szerves savak Cukorsavak: -on-savak, -uron-savak, -ár-savak. Ecetsav, propionsav, piroszılısav, glicerinsav, borostyánkısav. Aminosavak: szerin, glutaminsav Felépítés szerint: Homo-poliszacharidok Hetero-poliszacharidok - Homo poliszacharidok: egyféle monoszacharid egység polimerjei: Ábrázolási módok (LINEÁRIS) CURDLÁN (OLDALLÁNC) SZKLEROGLIKÁN (ELÁGAZÓ) DEXTRÁN 2

A pullulán szerkezete: - Hetero poliszacharidok: különbözı cukrokat tartalmazó, több tagból álló, ismétlıdı alegységekbıl épülnek fel. példa: a xantán szerkezete háromféleképpen ábrázolva 3

A poliszacharidok közé sorolhatók még: Poli-hidroxi-butirát: 3-OH vajsav észterkötéses polimer (lehet 4-OH vajsav is) 3. A poliszacharidok bioszintézise általában: a bioszintézis a citoplazmában történik, ezután (közben) kijut a külsı térbe dextrán, leván: extracelluláris szintézis: transzglükozilálás Fontos anyagcsereutak: - energiatermelés a poliszacharid szintézishez - cukor és cukor-foszfát interkonverziók (ábra): A monomer-bioszintézis tipikus templátja: UDP, GDP + Acetil CoA: ecetsav transzfer 4

Példa: xantán bioszintézise: A bioszintézis genetikai háttere: a Xanthomonas campestrisben egy operonban található a 12 gén: a Xantán cluster nagy operon: 16 Kb DNS szekvencia: 12 gén hasítás BAM H1 restrikciós enzimmel 1 Az egyes gének biokémiai funkciói: I-V: transzferáz, I-V. Acy: acetiláz, I-II Ket: ketáláz, Pol: polimeráz, Exp: export 2 Xantán gének, gumb-m 3 BAM H1 restrikciós térkép, amely megadja a 16 Kb-os xantán cluster fragmenseinek hozzávetıleges méretét (Kb) 4. POLISZACHARID FERMENTÁCIÓ (általános elvek) Tápközeg: szénforrás: szacharóz (dextrán, leván), glükóz (többi poliszacharid) + a szokásos kiegészítık Fermentor: 50 200 m 3, különleges keverıvel (a nagy viszkozitás miatt problémás a megfelelı levegıztetés) Feldolgozás: - betöményítés (pl. ultraszőréssel) - oldószeres kicsapás 5

TERMÉKEK, TECHNOLÓGIÁK XANTÁN A legnagyobb mennyiségben termelt poliszacharid: 10 000 t/év 408 M USD/év Törzs: Xanthomonas campestris növénypatogén: káposzta, gyümölcsfák Minden kimenı anyagot sterilezni! Könnyen befertızıdik: xantán burok miatt t g =nagy, lassan növekszik Glükóz + NH 3 : N-forrás szabja meg a végsı %-ot (N-limit) (a glutamátot helyettesítheti) Törzsfenntartás, inokulum-készítés: Cseppfolyós N 2 (t < - 80 C), liofilezett törzstenyészet Papírcsík inokulum : 1 évig stabil 4 C - on Fermentáció: ph: 6 7,5 (xantán opt. ph: 7; ph: 5 alatt a folyamat lelassul!) Hımérséklet: az elviselhetı maximumig emelik: viszkozitás csökken, OTR: nı OTR: lásd alábbi ábra 3% xantán viszkozitása: 10 000 cp felett! Elmenı levegı: szőrés. Növénypatogén! Oxigen transfer rate OTR 6

Kinetikája: I típusú fermentáció: Ábra: xantán gumi batch fermentációja X. campestris-szel 4 5 % glükóz 25 30 g xantán/l; konverzió: 70 % -os. ph szabályozás: 7 ± 0,3. (Savképzıdés: termékképzés lelassul, leáll.) Oxigénátadás: ne legyenek holt terek Nagy átmérıjő keverı (kavaró). Buborékok: ha nagy: gyorsan felszáll és kis relatív felület: OTR kicsi ha kicsi: stabil diszperzió (áll a buborék) egyensúlyi gázösszetétellel: OTR kicsi SZUKCINOGLIKÁN: III. típusú fermentáció, N-limit. Ábra: Szukcinoglikán batch fermentációja Pseudomonas fajjal 7

DEXTRÁN glükóz polimer: lineáris rész: α(1-6), elágazás α(1-4) kötéssel Bioszintézis: transzglikozilálás Szacharóz Leuconostoc mesenteroides Dextrán szacharáz dextrán +(n-1) fruktóz Irreverzibilis 100 %-os konverzió. Molekulatömeg: 15 000 500 000 Cukorgyárakban: léfertızıdés Fermentáció: 10 20 % szacharóz + 2% CSL. Elıbb a sejtnövekedés, aztán a termékképzıdés. A dextránképzéshez nem kell levegıztetés, csak keverés = O 2 limit (2 nap) 0,5 g/l baktérium 80 g/l dextránt termel Gyakorlatilag nyugvósejtes technológia. Elvileg lehetne enzimesen is, de nem gazdaságos Tejsavképzıdés: a ph szabályozás közönbösíti Feldolgozás: kicsapás metil-alkohollal, szőrés, oldás pirogénmentes vízben, újabb metilalkoholos kicsapás. Felhasználás: Vérplazma-pótló: a) részleges sósavas hidrolízis 100 C-on. lebontás (viszkozitás csökkenés.) Frakcionált kicsapás kis molekulatömegő vérplazma, nagy molekulatömegő: visszavezetés a hidrolízisre b) Enzimes hidrolízis: dextranáz P. funiculosum Dextrán gél (kromatográfiás töltet): térhálósítani kell, vízoldhatatlan, inert, hidrofil szemcsék c) vizes kétfázisú extrakciónál fázisképzı LEVÁN: Szacharóz Leván szacharáz leván +fruktóz+glukóz Aerobacter levanicum Bacillus subtilis Konverzió: 62 % 2 3 fruktozid kötés : fruktóz polimer Polihidroxibutirát (PHB) (3-OH vajsav polimer): észter (lehet 4-OH polimer is) Polihidrroxi-alkanoát (PHA): (5 15 szénatomos sav) Alcaligenes enthrophus ICI 1982 Szabadalom: 11 16 ipari törzs: BIOPOL A sejt 80 %-a PHB: granulumban: tartalék tápanyag Biodegradábilis, biokompatibilis polimer 100 30 000 monomer. 1. DOWN STREAM mőveletek a.) Ultraszőrés (+porlasztva szárítás) 5 10 szeres koncentrálás (xantán). - dezinficiálni az oldatot (biol. Lebontás) hátrány! 8

- Kis molekulatömegő komponensek (tápoldatból) eltávoznak elıny. - Olcsóbb, nincs oldószervisszanyerés b.) Szerves oldószeres kicsapás: Metanol, Etanol, aceton, propan -2-ol Xantán: oldószer mennyisége csökkenthetı (4x-re): Ca, K adagolásával. (Melegítés: 100 130 C, 1 15 ) Szárításnál vigyázni: robbanásveszély. Szárazon tárolandó: biológiai lebontás. Élelmiszer célra (FDA): 10 000 sejt/g max! Propilén-oxidos dezinficiálás + hı : megöli a sejteket. Kicsapás: Metanol; ph=5,6; 25% MeOH: viszkozitás csökkenés: centrifugálással: a sejt és a lebegı részek eltávolíthatók + 2 % KCl + 70 % MeOH: csapadék, szőrés 2. ALKALMAZÁS - Por (élelmiszer célra: dezinficiálás) - Oldat 8 % ( + dezinficiáló anyag eltartás) Xantán: 60 % Élelmiszeripar: cukorkamáz, salátadresszing, fagylalt, jam, szósz: viszkozitás növelı 15 % fogpaszta, emulziós festékek (cseppenésmentes festék), textil 15 % olajipar: fúrásnál másodlagos olajkinyerés (víz helyett) (Ca alginát sejt enzim immobilizálás: enyhe körülmények!) Dextrán: Vérplazma pótló: 6 %-os oldat, 50 100 000 Molekulatömeg Sephadex: gélkromatográfia Vizes kétfázisú rendszer elválasztás: kis felületi feszültség Liganddal: Enzimek PEG-Dextrán: növelni a megoszlást PEG-hez kapcsolt 3. CIKLODEXTRINEK (CD) (Schardinger dextrinek) (Szejtli J.) α - amilázzal hidrolizált (burgonya) keményítı ciklodextrin-glikoziltranszferáz (CGT-áz) (lineáris és) győrős dextrinek CD izolálás CGT-áz: 1. Bac. macerans 2. Alkalofil Bakt. 38-2 3. Klebsiella pneumoniae (patogén) klónozták B. subtilis-be. CGT-áz gyártás: mikroba tenyésztés, CGT-áz izolálás CD gyártás: 1. Elıhidrolízis: α amilázzal 5 % keményítı 10DE értékig 2. Konverzió: CGT-ázzal 34 C-on. 58 % konverzió 3. α-, β-, γ- CD arány szabályozása (6,7,8 glükóz) 9

Ábra: a ciklodextrinek szerkezete n = glükopiranóz egységek száma. n = 0: α-cd, 1: β-cd, 2: γ-cd a.) Mikrobától is függ: 1,3 kezdetben elsısorban α-t 2. Kezdetben elsısorban β-t. b.) Toluol adagolás: β-val zárványkomplex (α β), a végén: 90 % β CD, 1 % αcd. c.) 1-dekanol adagolás: 36 % αcd és 3,7 % β CD d.) Enzim mennyiség 15 E CGT-áz/g keményítı : 24 % CD 90 E CGT-áz/g keményítı : 56 % CD β CD termelés: 33 %-os Keményítı. ph=7,2 (HCl), Ca(OH) 2 + B. subtilis α-amiláz 80 C, 10 hidrolízis. E. inaktiválása: 120 C, 30 Konverzió: 50 C CGT-áz, 5 % toluol + keverés 105 h! Komplex szőrés, vákuum bepárlás (toluol elmegy), szőrés, krist. α CD termelés: jól oldódik, kristályosítani nehéz. Komplexáló vegyület: decanol Konverzió. Oldékonyság 140 mg/ml. Nincs β és γ Kitermelés: 50 %. Dekanol vízgızzel eltávolítható γ CD termelés: β CD gyártás mellékterméke. 750 g keményítıbıl 14 g γ CD nyerhetı ioncserélı oszlopon. Komplexáló szerrel: metil-etilketon-α-naftol keveréknél Konverzió CGT-ázzal. Oldhatatlan komplex. Metanolban oldódik. Ioncsere, aktívszenes tisztítás. Kitermelés: 20 % Elágazó CD: az 1,6 kötés beépülésekor 1,2,3 glükóz lehet a győrőn CD származékok: OH-hoz köthetı. Legnagyobb mennyiség: metil, hidroxipropil CD. (Fig.4) Ilyenkor az oldhatóság, a komplexképzı tulajdonság, és a vendégmolekula reaktivitása is módosul A CD gazda molekula adduktot, inklúziós komplexet képez a vendégmolekulával (Fig.3.) α, β, γ és származékok: gazdamolekula választék: különbözı vendéget köt. Így növelni lehet az oldhatóságot: terfenadin (antiallergikum): 60 mg/6 l víz 60 mg komplex/1 ml víz. A reaktivitás is változik: ált. csökken (Fig.6.) + Gyógyszerek 10

Ábra: Az inklúziós komplexek képzıdésének vázlata. A kis körök jelölik a vízmolekulákat, amelyeket mind a hidrofób p-xilol molekula (potenciális vendég molekula), mind a ciklodextrin hidrofób ürege taszítja. Az inklúzió hajtóereje fıként az apoláros-poláros kölcsönhatások (pl.: az apoláros CD-üreg és a víz, vagy az apoláros vendégmolekula és a víz között) apoláros-apoláros kölcsönhatásokra (vendégmolekula CD-üreg) való kicserélıdése jelenti. 11

Alkalmazás 1. Gyógyszer: oldhatóság nı, felszívódás Biohozzáférhetıség nı Gyors oszcilláció Injekciók: vízben nem oldható vegyületek üreg méret: 1 mol: 1 g: Ábra: a β-ciklodextrinek szerkezete és az α,β illetve γ ciklodextrinek hozzávetıleges üregméretei Stabilizál: nem párolog el, oxidálás ellen, hıstabilitás nı Irritáló hatás csökken (indometacin) Prostaglandin E 2 - β-cd: szublingualis (szülés indítás) Prostaglandin E 1 - α-cd: injekció (érszőkület) Benexate- β-cd: gyomorfekély Fokhagymaolaj β-cd: koleszterin csökkentés Prognózis: néhány 100 t/év felhasználás 2. Élelmiszer, kozmetikum: Íz, zamat: illó vegyület stabilizál. Oxidálás ellen véd. Hagyma β-cd: Élelmiszeraromák (Magyarországon 1983 óta) Alacsony koleszterint tartalmazó vaj elıállítása (Belgium): olvadt vaj + β-cd, 1 lépésben a koleszterin 90 %-a eltávolítható 12

Kellemetlen íz, illat eltávolítás: kávé, tea, keserő íz. Kávé oldószermentes koffeinmentesítése Kozmetikumok: hosszú ideig megtartják az illatot 3. Biotechnológia: Mikrobiológiai konverzió Hidrokortizon β-cd prednisolon (Udvardyné 1983) aciláz Lanatozid C dimetil CD digoxin Hozam:20 % 50-60 % Β-glükozidáz Ábra: a lantanozid C enzimes hidrolízise digoxinné. D = digitoxóz, G = D-glükopiranóz, Ac = acetil csoport Bordatella pertussis: zsírsav inhibeálja a növekedédt. + β-cd zsírsav komplex: jó szaporodás Mycobacterium leprae: nem szaporodott fermenterben, mivel az esszenciális palmitin és sztearinsavat nem tudta a vizes fázisból felvenni + dimetil β-cd: növekedés A dimetil β-cd zsírsav komplex helyettesíti a szérumot állat szövettenyészetekben: interferon, MCAB termelés Szennyvíz detoxifikálás. Klórozott aromás vegyületeknél: β-cd szennyvíz kis konc. nagy konc. nagy konc. eleveniszap nem toxikus a mikroorganizmusokra nézve, a metabolizmus megy toxikus a mikroorganizmusokra nézve, a metabolizmus leáll nem toxikus a mikroorganizmusokra nézve, a metabolizmus megy Ábra: a mérgezı vegyületek tolerálható szintjét növeli a CD hozzáadása a mérgezı szennyvízhez 13

Biospecifikus elválasztás: amilázok megkötése Mátrix CD D E CD D CD D S E- komplex CYCLODEXTRIN GLIKOZILTRANSFERÁZ (Bac. Circulans) EC. 2.4.1.19. Klebsiella pneumoniae: E. klónozás B. subtilis-be α- amilázzal hidrolizált keményítı 10 DE-ig E Lineáris és győrős dextrinek CD izolálás β-cd elıállítás 1.) 33 %-os keményítı: ph: 7,2, Ca ++, α- amiláz, 80 C, 1 h: hidrolízis 2.) 100 C, 30, E, inaktiválás 3.) 50 C, 100 h, 5 % toluol, E 2, konverzió 4.) Bepárlás: toluol elmegy Kristályosítás: Hozam: 90 % β-cd α-cd elıállítás Konverzió: dekanol. Csak α-cd képzıdik Hozam: 50 % Dekanol vízgızzel eltávolítható 14

Ciclodextrin (CD): α(6c), β(7c), γ(8c). Származékok Ábra: A kristályos heptakisz(2,6-di-o-metil)-β-ciklodextrin (DIMEB) és a véletlenszerően hidroxipropilált β-ciklodextrin szerkezete. Az iparilag elıállított nem kristályosítható, véletlenszerően metilezett β-ciklodextrin (RAMEB) ugyancsak kb. 14 metoxi csoportot tartalmaz, de véletlenszerő eloszlással. 15

Oldott enzim, vizes fázis: α, β és γ keverék képzıdik ph: 6, T= 55 C Hozam: α=23 %, β=11 % A ciklodextrin inhibitálja az enzimet. α megkötés: sztearinsav ligandon kitozán hordozón. Szelektivitás: 100 %. β megkötés: ciklohexán propánamid és n-kapronsavval. Toluol. α β (90 %) Az adszorbciós kolonnába vezetés elıtt hőtés 30 C-ra és 3 5 NaCl adagolás: megakadályozza az E. adszorpcióját a kolonnán MARCIAN Co. Japan termelés A CD gazdamolekula vendégmolekula. Addukt inklúziós komplex Ábra: a β-ciklodextrinek szerkezete és az α,β illetve γ ciklodextrinek hozzávetıleges üregméretei 16

Ábra: A gazda-vendég kölcsönhatás vázlatosan. Az inkúziós komplex egy igen mozgékony tároló, amely az egyébként lassan oldódó szabad vendégmolekulát konstans koncentrációban tartalmazza. Ábra: A megfelelı vendégmolekulákkal alkotott duplex CD szerkezetekkel létrejöhetnek akár K dis 10 6-10 9 dm 3 /mol inklúziós komplexek is 17

Ösztradiol Progesztreron ampicillin prosztaglandin F Ábra: hatóanyag-ciklodextrin komplexek 18