ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LX 2020

Ілона КАРПЕНКО1, Галина МІДЯНА1, Олена КАРПЕНКО1, Ігор СЕМЕНЮК1, Степан МІДЯНИЙ2, Олена ПАЛЬЧИКОВА3

1 Відділення фізико-хімії горючих копалин Інституту фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка Національної академії наук України, вул. Наукова, 3а, Львів 79060, Україна
e-mail: gmidyana@gmail.com

2Львівський національний університет ветеринарної медицини та біотехнологій ім. С.З.Гжицького, вул. Пекарська, 50, 79000 Львів, Україна

3Інститут геології і геохімії горючих копалин Національної академії наук України, вул. Наукова, 3а, 79060 Львів, Україна

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2020.60.007

ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ ЕКСТРАКЦІЇ ПРИ ВИДІЛЕННІ БІОГЕННИХ ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИХ РАМНОЛІПІДІВ

Досліджено процеси екстрагування біодеградабельних поверхнево-активних речовин (ПАР) рамноліпідної природи – продуктів мікробного синтезу штаму Pseudomonas sp. PS-17. Оптимальні екстрагенти для виділення рамноліпідів із супернатанту культуральної рідини (СКР) обрано серед 13 розчинників різної природи. Для отримання коректних висновків експериментальні результати оброблено за допомогою багатопараметрових рівнянь на основі принципу лінійності вільних енергій з використанням модифікованого рівняння Коппеля-Пальма. З’ясовано, що дані з екстракції рамноліпідів із СКР адекватно узгоджуються з характеристиками розчинників при їх узагальненні за допомогою використання шестипараметрового рівняння лінійності вільних енергій. Основними характеристиками розчинників, які впливають на процес екстракції рамноліпідних ПАР, є поляризованість і мольний об’єм. Доведено, що етери є кращими екстрагентами для рамноліпідів із СКР, що можна пояснити наявністю в них неподіленої пари електронів атома оксигену. Отримані результати становлять науковий інтерес для розвитку біотехнології екологічно безпечних біосурфактантів.

Ключові слова: біоПАР, рамноліпіди, екстракція, багатопараметрові рівняння, розчинники

ЛІТЕРАТУРА:

    1. Banat M., Franzetti A., Gandolfi I., Bestetti G., Martinotti M., Fracchia L., Smyth T., Marchant R. Microbial Biosurfactants Production, Applications and Future Potential. Applied Microbiology and Biotechnology. 2010. Vol. 87(2). P. 427–444. (https://doi.org/10.1007/s00253-010-2589-0).
    2. Kim H. S., Jeon J. W., Kim S. B., Oh H. M., Kwon T. J. and Yoon B. D. Surface and physio-chemical properties of a glycolipid biosurfactant, mannosylerythritol lipids, from Candida antarctica. Biotechnol. Lett. 2002. Vol. b24. P.1637–1641. (https://doi.org/10.1023/A:1020309816545).
    3. Pacwa-Plociniczak M., Plaza G. A., Piotrowska-Seget Z., Cameotra S. S. Environmental applications of biosurfactants: recent advances. Int. J. Mol. Sci. 2011/ Vol. 12. P. 633–654. (https://doi.org/10.3390/ijms12010633).
    4. Muthusamy K., Gopalakrishnan S., Kochupappy R.T., Sivachidambaram P. Biosurfactants: Properties, commercial production and application. Current Science 2008. Vol. 94(6). P. 736–747.
    5. Karpenko O. V., Makitra R. G., Pal’chikova O. Ya. Optimization of the extraction process of biosurfactants synthesized by bacteria of the genus Rhodococcus. Nauch. Tr. Donetsk. Nats. Univ., Ser. Khim and Khim. Tekhnol. 2011. Vol. 17(187). P. 124–128.
    6. Karpenko O. V., Martinyuk N. V., Shul’ga O. N., Pokin’broda T. Ya., Vil’danova R. I., Shcheglova N. S. Surface active biopreparation. Ukraine Patent N 71792 A.15. 2004. Bull. Izobret., 2004. N12. P.4.31.
    7. Karpenko O., Prystay M., Datsko B., Gafijchuk G., Nogіna T. Optimization of biosynthesis of surfactants and exopolysaccharides by strain Gordonia rubripertincta UKM Ас-122 using mathematical methods. Biotechnology. 2011. Vol. 4(5). P. 39–44.
    8. Erokhin V. A., Pokin’broda T. Ya., Karpenko O. V. Surfactants based on the biosynthesis products of the strain Pseudomonas sp. PS-17. Nauch. Tr. Donetsk. Nats. Univ., Ser. Khim and Khim. Tekhnol. 2008. Vol 134(10). P. 111–117.
    9. Hoover R. R., Acree W. E., Abraham B. H. Correlation of the solubility behavior of crystal¬line 1-Nitronaphtalene in organic solvent with the Abraham solution parameter model. J. Solut. Chem. 2005. Vol. 34(10). P. 1121–1133. (https://doi.org/10.1007/s10953-005-7691-2).
    10. Makitra R. G., Prystanskyy R. Ye., Flyunt R. I. The effect of solvent properties on the solubility of fullerene C60. J. Org. Chem. 2003. Vol. 73(8). P. 1299–1304 (in Russian) (https://doi.org/10.1023/B:Rugc.0000007645.77987.b4).
    11. Makitra R. G., Turovsky A. A., Zaikov G. E. Correlation Analysis in Chemistry of Solutions, Utrecht: Boston VSP. 2004. 320 p. (ISBN-13:9789067644068) (https://doi.org/10.1201/b12185).
    12. Bryck D. V., Makitra R. G., Pal’chikova O. Ya. Application of the regression analysis method to generalize data on solubility of pitch. Chemistry of solid fuel. 2006. Vol. 6. P. 26–36 (in Russian).
    13. Karpenko I. V., Pokin’broda T. Ya., Makitra R. G., Pal’chikova O. Ya. Optimal methods of isolation of biogenic rhamnolipid surfactants. J. Gen. Chem. 2009. Vol. 79(12). P. 2637 – 2640. (https://doi.org/10.1134/S1070363209120135).
    14. Karpenko I. V., Midyana G. G., Karpenko O. V., Makitra R. G., Pal’chikova O. Ya. Extraction of Biogenic Rhamnolipid Surfactants. J. Gen. Chem. 2014. Vol. 84(7). P. 1172 – 1175 (in Russian). (https://doi.org/10.1134/S1070363214070202).
    15. Koretska N. I., Midyana G. G., Karpenko O. V. Optimization of Trehalose Lypids Extraction – Metabolites of Rhodococcus erythropolis AU-1. Innov.Biosyst Bioeng. 2018. Vol. 2(4). P. 246–251. (https://doi.org/10.20535/ibb.2018.2.4.148935).
    16. Koppel I. A., Palm V. A. Advances in Linear Free Energy Relationships. London; New York: Plenum Press. 1972. P. 203. (ISBN 978-1-4615-8660-9). (https://doi.org/10.1007/978-1-4615-8660-9_5).
    17. Reichardt C. Solvent and Solvent Effects in Organic Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. 2003. P. 199. ISBN:9783527324736.
    18. Abboud J. L. M., Notario R. Critical compilation of scales of solvent parameters. I. Pure, non-hydrogen bond donor solvents. Pure Appl. Chem. 1999. Vol. 71(4). P. 645. (https://doi.org/10.1351/pac199971040645).
    19. Makitra R. G., Pirig Ya. N., Kyveluk R. B. The most important characteristics of solvents used in the LFE equations. Available from VINITI.Moscov. 1986. № 628-В86.
    20. Recommendations for reporting the results of correlation analysis in chemistry using regression analysis. Quant. Struct. Act. Relat. 1985. Vol. 4(1). P. 29.

Як цитувати:

Карпенко І., Мідяна Г., Карпенко О., Семенюк І., Мідяний C., Пальчикова O. ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ ЕКСТРАКЦІЇ ПРИ ВИДІЛЕННІ БІОГЕННИХ ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИХ РАМНОЛІПІДІВ Праці НТШ. Хім. наук. 2020 Т. LX. С. 7-13.

Завантажити файл