Nuacht - Táirgeadh nádúrtha vanillin ó acmhainní in -athnuaite

I.

Tá Vanillin ar cheann de na comhdhúile blas is mó a bhfuil tóir air agus a úsáidtear go forleathan ar domhan. Go traidisiúnta, baineadh é as pónairí fanaile, atá costasach agus atá ag tabhairt aghaidh ar dhúshláin maidir le hinbhuanaitheacht agus leochaileachtaí slabhra soláthair. Mar sin féin, leis an dul chun cinn i mbiteicneolaíocht, go háirithe i réimse an bhith -fhoirmiú miocróbach, tá ré nua do tháirgeadh nádúrtha vanillin tagtha chun cinn. Trí úsáid a bhaint as miocrorgánaigh chun claochlú bitheolaíoch amhábhar nádúrtha a chlaochlú tá cosán inmharthana ó thaobh na heacnamaíochta de do shintéisiú vanillin. Ní hamháin go dtugann an cur chuige seo aghaidh ar ábhair imní inbhuanaitheachta ach cuireann sé réitigh nuálacha ar fáil don tionscal blas freisin. Chuir taighde a rinne Institiúid Eolaíochta agus Teicneolaíochta SRM (SRMIST) athbhreithniú cuimsitheach ar fáil ar chur chuige eicléictiúil maidir le sintéis bhitheolaíoch vanillin agus a n -iarratais san earnáil bia, ag déanamh achoimre ar theicnící éagsúla do shintéis bhitheolaíoch vanillin ó fhoshraitheanna éagsúla agus a hiarratais éagsúla sa tionscal bia.

Ii. Conas vanillin nádúrtha a fháil ó acmhainní in -athnuaite

Úsáid aigéid ferulic mar fhoshraith

Taispeánann aigéad ferulic, a dhíorthaítear ó fhoinsí cosúil le bran ríse agus bran coirce, cosúlachtaí struchtúracha le vanillin agus feidhmíonn sé mar fhoshraith réamhtheachtaí a úsáidtear go forleathan le haghaidh táirgeadh vanillin. Fostaíodh miocrorgánaigh éagsúla ar nós Pseudomonas, Aspergillus, Streptomyces, agus fungais chun vanillin a tháirgeadh ó aigéad ferulic. Go háirithe, aithníodh speicis cosúil le amycolatopsis agus fungais lobhadh bán mar iarrthóirí ionchasacha chun vanillin a tháirgeadh ó aigéad ferulic. Rinne roinnt staidéar imscrúdú ar tháirgeadh vanillin ó aigéad ferulic ag baint úsáide as miocrorgánaigh, modhanna einsímeacha, agus córais díluailithe, ag cur béime ar solúbthacht agus ar phoitéinseal an chur chuige seo.

Is éard atá i gceist le sintéis einsímeach vanillin ó aigéad ferulic ná an príomh-eisteas einsím feruloyl, a dhéanann catalaíoch ar hidrealú an bhanna eistir in aigéad ferulic, ag scaoileadh vanillin agus seachtháirgí gaolmhara eile. Trí iniúchadh a dhéanamh ar an gcainníocht is fearr de einsímí biosynthetic vanillin i gcórais saor ó chill, tá taighdeoirí tar éis brú feabhsaithe athchuingreach Escherichia coli a fhorbairt a bhfuil ar a gcumas aigéad ferulic (20mm) a athrú go vanillin (15mm). Ina theannta sin, tá aird tugtha ag úsáid díluailithe na gceall miocróbach mar gheall ar a bhith -chomhoiriúnacht agus a chobhsaíocht den scoth faoi choinníollacha éagsúla. Forbraíodh teicníc nua doghluaisteachta do tháirgeadh vanillin ó aigéad ferulic, rud a chuireann deireadh leis an ngá atá le coenzymes. Is éard atá i gceist leis an gcur chuige seo ná decarboxylase coenzyme-neamhspleách agus ocsaigine neamhspleách coenzyme-neamhspleách atá freagrach as aigéad ferulic a thiontú ina vanillin. Cumasaíonn comh-imdhíonú FDC agus CSO2 táirgeadh 2.5 mg de vanillin ó aigéad ferulic i ndeich dtimthriall imoibriúcháin, ag marcáil cás ceannródaíoch de tháirgeadh vanillin trí bhiteicneolaíocht einsím díluailithe.

Úsáid eugenol/isoeugenol mar fhoshraith

Táirgeann Eugenol agus Isoeugenol, nuair a chuirtear faoi réir bith -chomhdhála iad, vanillin agus a mheitibilítí gaolmhara, a bhfuarthas go bhfuil feidhmchláir éagsúla agus luach eacnamaíoch suntasach acu. Tá roinnt staidéar tar éis iniúchadh a dhéanamh ar úsáid miocrorgánach géinmhodhnaithe agus a tharlaíonn go nádúrtha chun vanillin a shintéisiú ó Eugenol. Breathnaíodh an poitéinseal a bhaineann le díghrádú eugenol i mbaictéir agus fungais éagsúla, lena n-áirítear ach gan a bheith teoranta do Bacillus, Pseudomonas, Aspergillus, agus Rhodococcus, ag léiriú a gcumas i dtáirgeadh vanillin eugenol. Tá poitéinseal suntasach léirithe ag úsáid eugenol oxidase (EUGO) mar einsím do tháirgeadh vanillin i dtimpeallacht thionsclaíoch. Taispeánann Eugo cobhsaíocht agus gníomhaíocht thar raon pH leathan, agus gníomhaíocht intuaslagtha ag Eugo ag méadú agus ag laghdú am imoibriúcháin. Thairis sin, ceadaíonn úsáid Eugo díluailithe an biocatalyst a aisghabháil i suas le 18 timthriall imoibriúcháin, as a dtiocfaidh méadú níos mó ná 12 huaire ar thoradh bithbhrúite. Ar an gcaoi chéanna, is féidir le Einsím Díluailithe CSO2 tiontú Isoeugenol a chur chun cinn ina vanillin gan a bheith ag brath ar choenzymes.

Foshraitheanna eile

Chomh maith le haigéad ferulic agus eugenol, aithníodh comhdhúile eile amhail aigéad vanillic agus phenylpropanoids C6-C3 mar fhoshraitheanna féideartha do tháirgeadh vanillin. Meastar go bhfuil aigéad vanillic, a tháirgtear mar fhotháirge de dhíghrádú lignin nó mar chomhpháirt atá san iomaíocht i gcosáin mheitibileacha, ina phríomhtheachtaí do tháirgeadh bithbhunaithe vanillin. Ina theannta sin, is deis uathúil é léargas a thabhairt ar úsáid phenylpropanoids C6-C3 do shintéis vanillin do nuálaíocht blas inbhuanaithe agus nuálaíoch.

Mar fhocal scoir, is forbairt shuntasach i dtionscal na mblas é acmhainní in -athnuaite a úsáid le haghaidh táirgeadh nádúrtha vanillin trí bhith -fhoirmiú miocróbach. Tugann an cur chuige seo cosán malartach inbhuanaithe chun vanillin a tháirgeadh, ag tabhairt aghaidh ar imní inbhuanaitheachta agus ag laghdú spleáchas ar mhodhanna eastósctha traidisiúnta. Leagann na feidhmchláir éagsúla agus an luach eacnamaíoch atá ag vanillin ar fud an tionscail bia béim ar an tábhacht a bhaineann le taighde agus forbairt leanúnach sa réimse seo. Tá an poitéinseal ag dul chun cinn amach anseo i réimse an táirgthe nádúrtha vanillin an tionscal blas a athrú, ag soláthar malairtí inbhuanaithe agus cairdiúla don chomhshaol do nuálaíocht blas. De réir mar a leanaimid orainn ag baint leasa as acmhainneacht na n -acmhainní in -athnuaite agus na ndul chun cinn biteicneolaíochta, cuireann táirgeadh vanillin nádúrtha ó fhoshraitheanna éagsúla bealach tuar dóchais inti le haghaidh nuálaíocht blas inbhuanaithe.

Iii. Cad iad na buntáistí a bhaineann le hacmhainní in -athnuaite a úsáid chun vanillin nádúrtha a tháirgeadh

Atá neamhdhíobhálach don chomhshaol:Trí úsáid a bhaint as acmhainní in -athnuaite ar nós plandaí agus dramhaíl bhithmhaise chun vanillin a tháirgeadh is féidir leis an ngá atá le breoslaí iontaise a laghdú, tionchair dhiúltacha ar an gcomhshaol a laghdú, agus astaíochtaí gáis cheaptha teasa a laghdú.

Inbhuanaitheacht:Trí úsáid a bhaint as acmhainní in -athnuaite, cuirtear ar chumas soláthar inbhuanaithe fuinnimh agus amhábhair, ag cuidiú le hacmhainní nádúrtha a chosaint agus freastal ar riachtanais na nglún atá le teacht.

Cosaint Bithéagsúlachta:Trí úsáid réasúnach a bhaint as acmhainní in -athnuaite, is féidir acmhainní plandaí fiáine a chosaint, rud a chuireann le cosaint na bithéagsúlachta agus cothabháil cothromaíochta éiceolaíochta.

Cáilíocht Táirgí:I gcomparáid le vanillin sintéiseach, d'fhéadfadh níos mó buntáistí a bheith ag vanillin nádúrtha i gcáilíocht cumhra agus i saintréithe nádúrtha, a chuideoidh le caighdeán na mblas agus na dtáirgí cumhráin a fheabhsú.

Laghdaigh spleáchas ar bhreoslaí iontaise:Cuidíonn úsáid acmhainní in -athnuaite le spleáchas ar bhreoslaí iontaise gann a laghdú, rud atá tairbheach do shlándáil fuinnimh agus éagsúlacht struchtúr fuinnimh. Tá súil agam gur féidir leis an bhfaisnéis thuas do chuid ceisteanna a fhreagairt. Má theastaíonn doiciméad tagartha uait i mBéarla, cuir in iúl dom ionas gur féidir liom é a sholáthar duit.

Iv. Deireadh

Tá an poitéinseal a bhaineann le hacmhainní in -athnuaite a úsáid chun vanillin nádúrtha a tháirgeadh mar rogha inbhuanaithe agus neamhdhíobhálach don chomhshaol suntasach. Tá gealltanas ag an modh seo aghaidh a thabhairt ar an éileamh méadaitheach ar vanillin nádúrtha agus an spleáchas ar mhodhanna táirgthe sintéiseacha a laghdú.

Tá suíomh ríthábhachtach ag an vanillin nádúrtha i dtionscal an bhlasta, a bhfuil luach air as a aroma tréithiúil agus a úsáid fhorleathan mar ghníomhaire blaistithe i dtáirgí éagsúla. Tá sé ríthábhachtach béim a leagan ar an tábhacht a bhaineann le vanillin nádúrtha mar chomhábhar a bhfuil tóir air sna tionscail bia, dí, agus cumhráin mar gheall ar a phróifíl céadfach níos fearr agus a rogha tomhaltóra do blasanna nádúrtha.

Ina theannta sin, cuireann réimse an táirgthe nádúrtha vanillin deiseanna suntasacha i láthair le haghaidh tuilleadh taighde agus forbartha. Áirítear leis seo iniúchadh a dhéanamh ar theicneolaíochtaí nua agus ar chur chuige nuálaíoch chun éifeachtúlacht agus inbhuanaitheacht vanillin nádúrtha a tháirgeadh ó acmhainní in -athnuaite a fheabhsú. Ina theannta sin, beidh ról lárnach ag forbairt modhanna táirgthe inscálaithe agus cost-éifeachtúla maidir le glacadh forleathan vanillin nádúrtha a chothú mar rogha eile inbhuanaithe agus cairdiúil don chomhshaol sa tionscal blas.