Az oleuropein celluláz hidrolízisének természetes eutektikus oldószerekkel történő elősegítésének vizsgálata
Az Olea europaea L. az olajfafélék (Oleaceae) családjába és az olajfafélék (Oleaceae) nemzetségébe tartozó növény. A mediterrán térségben fontos olajnövény, Kínában pedig Gansu és Yunnan az olajbogyó fő termőterülete. Az olajfalevél az olajfa termesztésének olcsó mellékterméke. Minden olajfáról évente körülbelül 25 kg levelet kell levágni, és a betakarított levelek össztömege az olajbogyó össztömegének 10% részét teszi ki. Az olajfalevelek különböző bioaktív vegyületeket tartalmaznak. Ilyen például az oleanolsav, a galagonyasav, az ursolsav, az oleuropein, a hidroxitirozol stb.
A kutatások kimutatták, hogy az oleuropein az olajfa minden részében megtalálható, a legnagyobb mennyiségben az olajfalevelekben. A száraz olajfalevelekben az oleuropein-tartalom elérheti a 10% és 17% közötti értéket. Amint az 1. ábrán látható, az oleuropein hidrolízissel hidroxitirozol, glükóz és oliénsav keletkezik. Ezek közül a hidroxitirózol jobb biológiai aktivitást mutat, mint az oleuropein. Jelenleg az oleuropein hidrolízisének módszerei közé elsősorban a savas hidrolízis, a lúgos hidrolízis és az enzimatikus hidrolízis tartozik. A savas hidrolízis és a lúgos hidrolízis erős savakat, erős bázisokat és magas hőmérsékletű környezetet igényel, szigorú reakciókörülmények mellett. Az utóbbi években nagy figyelmet kapott az enzimek katalizátorként való felhasználása a melléktermékek biotranszformációjában. A hagyományos sav-bázis hidrolízis módszerekkel összehasonlítva az oleuropein enzimatikus hidrolízisének előnye az enyhe reakciókörülmények és a kisebb környezetszennyezés. Liu és munkatársai cellulázt használtak élelmiszer-adalékanyagként glikozidos kötések felbontására és az oleuropein hidrolízisére, hogy hidroxitirozolt nyerjenek. A celluláz termikus instabilitása miatt az enzim optimális hőmérsékletén nem képes folyamatosan magas aktivitást fenntartani, ami alacsony enzimatikus hidrolízis hatékonyságot eredményez. Ezért megpróbálunk egy új zöld oldószert találni a pufferoldat helyettesítésére, amely növelheti az oleuropein oldhatóságát és javíthatja a celluláz stabilitását a hosszú távú reakciókban, ezáltal javítva az oleuropein enzimatikus hidrolízisének hatékonyságát.
A mély eutektikus oldószerek (DES) homogén és átlátszó keverékek, amelyek hidrogénkötés-akceptorok (HBA) és hidrogénkötés-donorok (HBD) magas hőmérsékleten történő keverésével jönnek létre, és az egyes komponensekhez képest alacsonyabb olvadáspontokkal rendelkeznek. Kiváló fizikai és kémiai tulajdonságai, köztük az alacsony gyúlékonyság, az alacsony illékonyság, a könnyű elkészíthetőség, a nagy oldhatóság és az enzimekkel való nagyfokú kompatibilitás miatt a DES-t egyre gyakrabban használják nem toxikus extrakciós és oldószerként. A legfontosabb dolog az, hogy az enzimek hajlamosak a szerves oldószerekben való inaktiválódásra, és a DES mint oldószer megakadályozhatja ezt a jelenséget. Ez lehetővé teszi azt is, hogy a DES helyettesítse a szerves oldószereket és inkubálja a cellulázokat. A természetes HBA-ból és HBD-ből álló DES-t NADES-nek nevezik, amely biztonságosabb és zöldebb, mint a hagyományos DES. A NADES széles körű figyelmet kapott, mint zöld oldószer az enzimkatalizált reakciók területén. A NADES-t sikeresen alkalmazták specifikus enzimatikus reakciókban, kedvező hatást gyakorolva mind az enzimaktivitásra, mind a stabilitásra. A fenti kutatási eredmények azt mutatják, hogy a NADES jó oldószer lehet az oleuropein celluláz hidrolíziséhez.
Ebben a tanulmányban hatféle NADES-t állítottak elő kolin-klorid vagy betain mint HBA és különböző típusú poliolok mint HBD felhasználásával, és vizsgálták az oleuropein celluláz hidrolízisére gyakorolt hatásukat. A különböző típusú és koncentrációjú NADES-ek és monomerjeik enzimatikus hidrolízissebességre gyakorolt hatásának feltárásával egy új, hatékony és zöld módszert hoztunk létre az oleuropein celluláz hidrolízisére.

Ez a tanulmány a NADES hatását vizsgálta az oleuropeináz hidrolízisének sebességére úgy, hogy a pufferoldathoz különböző típusú és koncentrációjú NADES-t adtak. Megállapítottuk, hogy a NADES megfelelő típusának és koncentrációjának kiválasztása növelheti a celluláz stabilitását és elősegítheti az oleuropeináz hidrolízisét. 50 ℃ hőmérséklet és pH=5 körülmények között az oleuropeináz hidrolízisének sebessége 10% DES-5 (V/V) oldószeres rendszerben 3 óra hidrolízis után 1,7-szerese volt a pufferoldaténak; Az enzimatikus hidrolízis sebessége 36 óra hidrolízis után 1,5-szerese a pufferoldaténak; Az enyhe, hatékony és környezetbarát enzimatikus hidrolízis feltételei alapján ez a módszer lehetővé teszi, hogy a celluláz hosszú ideig hatékonyan hidrolizálja az oleuropeint. Ez a tanulmány kolin-kloridot vagy betaint használt HBA-ként és poliolokat HBD-ként a NADES-ben a celluláz stabilitásának fokozására és az oleuropeináz hidrolízisének elősegítésére, tudományos alapot biztosítva az oleuropeináz hidrolízis termékeinek hatékony előállításához.