Исследование содействия целлюлазному гидролизу олеуропеина природными эвтектическими растворителями
Olea europaea L. - растение, принадлежащее к семейству Маслиновые и роду Oleaceae. Это важная масличная культура в Средиземноморском регионе, а Ганьсу и Юньнань - основные районы посадки оливок в Китае. Оливковые листья - дешевый побочный продукт при выращивании оливковых деревьев. Ежегодно с каждого оливкового дерева необходимо обрезать около 25 кг листьев, а общий вес собранных листьев составляет 10% от общего веса оливок. Листья оливы содержат различные биологически активные соединения. Такие как олеаноловая кислота, боярышниковая кислота, урсоловая кислота, олеуропеин, гидрокситирозол и др.
Исследования показали, что олеуропеин содержится во всех частях оливковых деревьев, причем наибольшее его содержание отмечается в листьях оливы. В сухих листьях оливковых деревьев содержание олеуропеина может достигать от 10% до 17%. Как показано на рисунке 1, при гидролизе олеуропеина образуются гидрокситирозол, глюкоза и оленовая кислота. Среди них гидрокситирозол проявляет лучшую биологическую активность, чем олеуропеин. В настоящее время методы гидролиза олеуропеина в основном включают кислотный гидролиз, щелочной гидролиз и ферментативный гидролиз. Кислотный гидролиз и щелочной гидролиз требуют сильных кислот, сильных оснований, высокой температуры и строгих условий реакции. В последние годы все большее внимание привлекает использование ферментов в качестве катализаторов для биотрансформации побочных продуктов. По сравнению с традиционными методами кислотно-основного гидролиза, ферментативный гидролиз олеуропеина имеет преимущества в виде мягких условий реакции и меньшего загрязнения окружающей среды. Лю и др. использовали целлюлазу в качестве пищевой добавки для разрушения гликозидных связей и гидролиза олеуропеина с получением гидрокситирозола. Из-за термической нестабильности целлюлазы она не может постоянно поддерживать высокую активность при оптимальной температуре фермента, что приводит к низкой эффективности ферментативного гидролиза. Поэтому мы пытаемся найти новый экологичный растворитель для замены буферного раствора, который может повысить растворимость олеуропеина и улучшить стабильность целлюлазы в длительных реакциях, тем самым повышая эффективность ферментативного гидролиза олеуропеина.
Глубокоэвтектические растворители (ГЭР) - это однородные и прозрачные смеси, образующиеся при высокотемпературном перемешивании акцепторов водородных связей (АГС) и доноров водородных связей (ДГС), имеющие более низкие температуры плавления по сравнению с отдельными компонентами. Благодаря своим превосходным физико-химическим свойствам, включая низкую воспламеняемость, низкую летучесть, простоту приготовления, высокую растворимость и совместимость с ферментами, DES все чаще используется в качестве нетоксичного экстрагента и солюбилизатора. Самое главное, что ферменты склонны к деактивации в органических растворителях, а DES в качестве растворителя может предотвратить это явление. Это также позволяет DES заменить органические растворители и инкубировать целлюлазы. DES, состоящий из природных HBA и HBD, называется NADES, который является более безопасным и экологичным, чем обычный DES. NADES получил широкое внимание как "зеленый" растворитель в области реакций, катализируемых ферментами. NADES успешно применяется в специфических ферментативных реакциях, оказывая благоприятное воздействие как на активность, так и на стабильность ферментов. Результаты исследования показывают, что NADES может стать хорошим растворителем для целлюлазного гидролиза олеуропеина.
В данной работе были получены шесть типов NADES с использованием холинхлорида или бетаина в качестве HBA и различных типов полиолов в качестве HBD, и исследовано их влияние на целлюлазный гидролиз олеуропеина. Изучив влияние различных типов и концентраций NADES и их мономеров на скорость ферментативного гидролиза, был разработан новый эффективный и экологичный метод целлюлазного гидролиза олеуропеина.

В данном исследовании изучалось влияние NADES на скорость гидролиза олеуропеиназы путем добавления различных типов и концентраций NADES в буферный раствор. Было установлено, что выбор подходящего типа и концентрации NADES может повысить стабильность целлюлазы и способствовать гидролизу олеуропеиназы. В условиях температуры 50 ℃ и pH=5 скорость гидролиза олеуропеиназы в системе растворителей 10% DES-5 (V/V) была в 1,7 раза выше, чем в буферном растворе после гидролиза в течение 3 часов; скорость ферментативного гидролиза после 36 часов гидролиза в 1,5 раза выше, чем в буферном растворе; На основе мягких, эффективных и экологически чистых условий ферментативного гидролиза, этот метод позволяет целлюлазе эффективно гидролизовать олеуропеин в течение длительного времени. В данном исследовании использовались холинхлорид или бетаин в качестве HBA и полиолы в качестве HBD в NADES для повышения стабильности целлюлазы и содействия гидролизу олеуропеина, что обеспечивает научную основу для эффективного приготовления продуктов гидролиза олеуропеина.