Enzýmovo-katalytické odmasťovanie slnečnicového oleja pre
Dokumenty
Enzýmovo-katalytické odmasťovanie slnečnicového oleja na zvýšenie obsahu
Zo strojníckej fakulty
z univerzity Helmuta Schmidta/univerzity federálnych ozbrojených síl v Hamburgu
na získanie titulu doktorand
Deň ústnej skúšky: 18. decembra 2015
Prvý recenzent: Prof. Dr.-Ing. Bernd Niemeyer
Univerzita Helmuta Schmidta/Univerzita federálnych ozbrojených síl v Hamburgu
Druhý recenzent: Prof. Dr. rer. nat. Andreas Wierschem
Univerzita Friedricha-Alexandra v Erlangene-Norimbergu
Poďakovanie Táto práca bola vykonaná na profesúre procesného inžinierstva, najmä materiálového oddelenia fakulty
pre strojárstvo na univerzite Helmuta Schmidta/Univerzita federálnych ozbrojených síl Hamburg im
V rámci svojej práce vedeckého asistenta od apríla 2012 do marca 2015.
Moje špeciálne poďakovanie patrí prof. Dr.-Ing. Berndovi Niemeyerovi za poskytnutie tohto vzrušujúceho produktu
Téma, dobrá spolupráca a neustále odborné poradenstvo. Ďakujem tiež prof. Dr. rer. nat.
Andreas Wierschem za prevzatie druhej správy.
Moji kolegovia Dr.-Ing. José Fernández, Dr.-Ing. Ďakujem Daniele Herbstovej a Johannovi Puertovi za
rozhovory a početné diskusie, ktoré vždy poskytujú nové a kritické pohľady na mňa
Vykonaná práca, a tým významne prispela k pokroku vo vyšetrovaní. Pre energických
Osobitne by som chcel poďakovať Tatjane Distelovej za podporu v laboratóriu, ako aj študentom
Asistenti Salim Erdal, Sabrina Förster a Alexandra Hinsch.
Vysoká škola Clariant Produkte GmbH Dr. Ulrich Sohling, Dr. Kirstin Suck, Dr. Andrea Stege,
Marion Roßbauer a Karin Oberprieler veľmi pekne ďakujú za odborné rady a
Výmena nápadov pri vývoji metód a praktickej implementácii, ako aj pri výmene informácií
Poskytnutie analytických kapacít v rámci projektu P38.
Chcem poďakovať Christianovi Lüderovi z Hannoverskej univerzity Gottfrieda Wilhelma Leibniza za organizáciu
experimenty s in-situ video mikroskopom.
Na záver by som sa chcel poďakovať svojim rodičom, ktorí ma vždy a vždy podporujú
Z tejto práce vychádzajú tieto publikácie:
U. Sohling, K. Suck, P. Jonczyk, F. Sander, S. Beutel, T. Scheper, A. Thiefes, U. Schuldt, C. Aldenhoven, G. Egri, L. Dähne, A. Fiethen, H. Kuhn, O. Wenzel, H. Temme, B. Niemeyer, P. Bubenheim, A. Liese, 2015, Anorganic Adsorbents in Enzymatic Processes: Adsorpce of Substrates, Reaction Products, Enzymes, Surface Modification, and Enzyme Immobilization, in: L. Hilterhaus, A. Liese, U. Ketting, G. Antranikian (eds.), Applied Biocatalysis - From Fundamental Science to Industrial Applications, VCH-Wiley, Weinheim, FRG, pravdepodobne 2016.
Články v časopisoch s recenziou:
O. Wenzel, J. Fernández, U. Sohling, B. Niemeyer, 2015, Quantitative Determination of Natural Glycolipids from Oil Seed by High-Performance Thin-Layer Chromatography (HPTLC), Journal of the American Oil Chemists 'Society, 92, 633 -644.
O. Wenzel, B. Niemeyer, 2014, Kvantitatívne stanovenie prírodných glykolipidov v rastlinných olejoch pomocou vysokoúčinnej tenkovrstvovej chromatografie (P), 21. medzinárodný kongres chemického a procesného inžinierstva CHISA 2014 Praha, 17. konferencia o integrácii, modelovaní a Optimalizácia pre úsporu energie a zníženie znečistenia PRES 2014, 23.-27. Augusta 2014, Praha, Česká republika, sekcia: Sympózium o pokroku v chemickej technológii a biotechnológiách, sériové číslo 151.
U. Sohling, A. Weckbecker, A. Thiefes, S. Beutel, C. Aldenhoven, C. Leggewie, A. Fiethen, J.-C. Antony, K. Suck, H. Kuhn, L. Dähne, A. Liese, L. Herring, B. Niemeyer, O. Wenzel, P. Bubenheim, S. Schreiber, T. Scheper, U. Schuldt, 2015, Biokatalysis 2021: Spoločný projekt - Nové koncepty reakcie pre enzymatické reakcie založené na imobilizovaných enzýmoch (V), Deutsche Biotechnologietage 2015, 22.-23. Apríla 2015, Kolín nad Rýnom, prednáška 22. apríla 2015.
2 Teoretické základy 2.1 Slnečnicový olej - pôvod a zloženie 2.2 Extrakcia oleja zo semien 2.3 Rafinácia rastlinného oleja a) Odmasťovanie b) Neutralizácia (chemické odstránenie FFA) c) Bielenie d) Dezodorácia a fyzické odstránenie voľných mastných kyselín 2.4 Enzymatické odmasťovanie 2.5 Enzymatická katalýza na rozhraniach
3 Materiál a metódy 3.1 Vybavenie a chemikálie 3.1.1 Obchodné zariadenia a chemikálie 3.1.2 Skúšobné zariadenie na odmasťovanie oleja 3.1.3 Videomikroskop na mieste 3.2 Metódy 3.2.1 Odmasťovanie oleja 3.2.2 Externé analýzy a) Optická atómová emisná spektroskopia s indukčne viazanou Plazma (ICP-AES) b) Stanovenie voľných mastných kyselín (FFA) c) Titrácia podľa Karla Fischera (KF-Ttration) 3.2.3 Videomikroskopia in situ 3.2.4 Enzym-peptidové modifikácie a) Konjugácia enzýmu a peptidu b) Stanovenie činnosti
3.2.5 Povrchové a povrchové napätie a) Krúžková metóda
b) Platňová metóda c) Medzipovrchové napätie d) Stanovenie hustoty 3.2.6 Analýza glykolipidu (analýza GL) a) Frakcionácia b) Vysokoúčinná chromatografia na tenkej vrstve
4 Výsledky a diskusia 4.1 Odmasťovanie oleja a) Optimalizácia systému b) Porovnanie rôznych prístupov k odmasťovaniu oleja
4.2 Charakterizácia procesov počas odmasťovania a) Odmasťovanie kyselinami b) Enzymatické odmasťovanie 4.3 Modifikácie enzýmu a peptidu a) Aktivita enzýmu b) Povrchové napätie c) Odmasťovanie oleja
4.4 Glykolipidová analýza (GL analýza) a) Separačná metóda b) Optimalizácia derivatizácie a detekcie c) Kalibrácia d) Analýza vzoriek olejového slizu e) Použitie HPTLC na detekciu aktivity enzýmu
5 Zhrnutie a Outlook
Úvodná poznámka Táto súčasná práca bola vytvorená financovaním klastra „BIOKATALYSE2021“ prostredníctvom
Spolkové ministerstvo školstva a výskumu. Profesorstvo pre procesné inžinierstvo, najmä.
Na separácii látok sa zúčastnila Univerzita Helmuta Schmidta/Univerzita federálnych ozbrojených síl Hamburg
tu na konzorciu projektu P38 „Nové koncepty reakcie pre enzymatické reakcie
základ imobilizovaných enzýmov “. V kontexte tohto projektu obsah
Paralelne existuje úzka spolupráca so spoločnosťou Clariant Produkte (Deutschland) GmbH v Moosburgu.
Autor vychádza z dlhoročných skúseností s odmasťovaním rastlinných olejov
do istej miery využívať interné analytické kapacity spoločnosti Clariant GmbH. Na udržanie
Obchodné tajomstvo je preto na niektorých miestach kvôli príliš podrobnému popisu jednotlivca
Zoznam skratiek A alanín
Automatická vyvolávacia komora ADC2 2
ASG acylovaný sterylglukozid
Koncentrácia kritického agregátu CAC
Cer alebo CerOH cerebrozid
EDC hydrochlorid 1-etyl-3- (3-dimetylaminopropyl) karbodiimidu
Vysokoúčinná kvapalinová chromatografia HPLC
Vysokoúčinná tenkovrstvová chromatografia HPTLC
Atómová emisná spektroskopia ICP-OES s indukčne viazanou plazmou
kDa Kilo-Dalton 1 Da 1,66054 ∙ 10 kg L leucínu
Medzná hodnota molekulovej hmotnosti pre MWCO
NHP nonhydratable fosfatidy (nonhydratable fosfolipidy)