A napraforgóolaj enzim-katalitikus zsírtalanítása
Dokumentumok
A napraforgóolaj enzim-katalitikus zsírtalanítása a
A Gépészmérnöki Karról
a Helmut Schmidt Egyetem/a szövetségi fegyveres erők hamburgi egyeteme
doktori mérnök fokozat megszerzéséhez
Szóbeli vizsga napja: 2015. december 18
Első bíráló: Prof. Dr.-Ing. Bernd Niemeyer
Helmut Schmidt Egyetem/Hamburgi Szövetségi Fegyveres Erők Egyeteme
Második bíráló: Prof. Dr. rer. nat. Andreas Wierschem
Friedrich-Alexander Egyetem Erlangen-Nürnberg
Köszönetnyilvánítás Ezt a munkát a professzori karon végezték el a folyamatmérnöki munka során, különös tekintettel a kar anyagi elválasztására
gépészmérnöknek a Helmut Schmidt Egyetemen/a Szövetségi Fegyveres Erők Egyetemén Hamburg im
Kutatási asszisztens munkám részeként 2012 áprilisától 2015 márciusáig.
Külön köszönet illeti Prof. Dr.-Ing. Bernd Niemeyer ennek az izgalmasnak a biztosításáért
Téma, a jó együttműködés és az állandó szakmai tanácsadás. Köszönetet mondok Prof. Dr. rer. nat.
Andreas Wierschem a második jelentés átvételéért.
Kollégáim Dr.-Ing. José Fernández, Dr.-Ing. Köszönöm Daniela Herbstnek és Johann Puertának
a beszélgetések és számos beszélgetés, amelyek mindig új és kritikus perspektívákat nyújtanak az enyémek számára
Megadta a munkát, és ezáltal jelentősen hozzájárult a vizsgálatok előrehaladásához. Az energikusaknak
Külön szeretnék köszönetet mondani Distel Tatjanának a laboratóriumi támogatásért, valamint a hallgatóknak
Segédek Salim Erdal, Sabrina Förster és Alexandra Hinsch.
A Clariant Produkte GmbH főiskolája Dr. Ulrich Sohling, dr. Kirstin Suck, Dr. Andrea Stege,
Marion Roßbauer és Karin Oberprieler köszönöm szépen a szakmai tanácsokat és
Ötletcsere a módszer fejlesztésében és gyakorlati megvalósításában, valamint a
Elemzési kapacitások biztosítása a P38 projekt részeként.
Szeretnék köszönetet mondani Christian Lüdernek, a hannoveri Gottfried Wilhelm Leibniz Egyetem szervezésében
az in-situ videomikroszkóppal végzett kísérletek.
Végül szeretnék köszönetet mondani szüleimnek, akik mindig és mindig nekem támogatnak
A munkából a következő publikációk jelentek meg:
U. Sohling, K. Suck, P. Jonczyk, F. Sander, S. Beutel, T. Scheper, A. Tolvajok, U. Schuldt, C. Aldenhoven, G. Egri, L. Dähne, A. Fiethen, H. Kuhn, O. Wenzel, H. Temme, B. Niemeyer, P. Bubenheim, A. Liese, 2015, Szervetlen adszorbensek enzimatikus folyamatokban: szubsztrátok, reakciótermékek, enzimek, felületmódosítás és enzimimobilizáció, in: L. Hilterhaus, A. Liese, U. Ketting, G. Antranikian (szerk.), Applied Biocatalysis - From Fundamental Science to Industrial Applications, VCH-Wiley, Weinheim, NSZK, valószínűleg 2016.
Cikkek a referált folyóiratokban:
O. Wenzel, J. Fernández, U. Sohling, B. Niemeyer, 2015, A természetes glikolipidek kvantitatív meghatározása olajmagból nagy teljesítményű vékonyréteg-kromatográfiával (HPTLC), Journal of the American Oil Chemists 'Society, 92, 633. -644.
O. Wenzel, B. Niemeyer, 2014, A természetes glikolipidek mennyiségi meghatározása növényi olajokban nagy teljesítményű vékonyréteg-kromatográfiával (P), 21. Nemzetközi Vegyészeti és Folyamatmérnöki Kongresszus CHISA 2014 Prága, 17. konferencia a folyamatintegrációról, modellezésről és Optimalizálás az energiatakarékossághoz és a szennyezéscsökkentéshez PRES 2014, 23.-27. 2014. augusztus, Prága, Csehország, szekció: A vegyipari technológia és a biotechnológia haladásának szimpózium, 151. sz.
U. Sohling, A. Weckbecker, A. Tolvajok, 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: Közös projekt - Új reakciókoncepciók az immobilizált enzimeken (V) alapuló enzimatikus reakciókhoz, Deutsche Biotechnologietage 2015, 22.-23. 2015. április, Köln, előadás, 2015. április 22.
2 Elméleti alapok 2.1 Napraforgóolaj - eredete és összetétele 2.2 Olajkivonat a magból 2.3 Növényi olaj finomítása a) Zsírtalanítás b) Semlegesítés (FFA kémiai eltávolítása) c) Fehérítés d) Szabad zsírsavak dezodorálása és fizikai eltávolítása 2.4 Enzimatikus zsírtalanítás 2.5 Enzimatikus katalízis a határfelületeken
3 Anyag és módszerek 3.1 Berendezések és vegyszerek 3.1.1 Kereskedelmi felszerelések és vegyszerek 3.1.2 "Olajgáttalanító" tesztberendezés 3.1.3 In-situ videomikroszkóp 3.2 Módszerek 3.2.1 Olajmentesítés 3.2.2 Külső elemzések a) Optikai atomemissziós spektroszkópia induktívan kapcsoltan Plazma (ICP-AES) b) Szabad zsírsavak (FFA) meghatározása c) Karl Fischer-titrálás (KF-Ttration) 3.2.3 In-situ video mikroszkópia 3.2.4 Enzim-peptid módosítások a) Enzim és peptid konjugálása b) Meghatározás tevékenységének
3.2.5 Felületi és határfelületi feszültség a) Gyűrűs módszer
b) Lemez módszer c) Interfaciális feszültség d) Sűrűség meghatározása 3.2.6 Glikolipid elemzés (GL analízis) a) Frakcionálás b) Nagy teljesítményű vékony rétegű kromatográfia
4 Eredmények és megbeszélés 4.1 Olajmentesítés a) Rendszeroptimalizálás b) Az olajkőmentesítés különböző megközelítéseinek összehasonlítása
4.2 A folyamatok jellemzése a zsírtalanítás során a) Savmentes zsírtalanítás b) Enzimatikus zsírtalanítás 4.3 Enzim-peptid módosítások a) Enzim aktivitás b) Felületi feszültség c) Olaj zsírtalanítás
4.4. Glikolipid-analízis (GL-analízis) a) Szeparációs módszer b) A derivatizálás és detektálás optimalizálása c) Kalibrálás d) Olajiszap-minták elemzése e) HPTLC alkalmazása az enzimaktivitás detektálására
5 Összegzés és kilátások
Előzetes megjegyzés Ez a jelen munka a „BIOKATALYSE2021” klaszter finanszírozásán keresztül jött létre
Szövetségi Oktatási és Kutatási Minisztérium. A folyamatmérnöki professzor, pl.
Az anyagok szétválasztása, a Helmut Schmidt Egyetem/a Szövetségi Fegyveres Erők Hamburgi Egyeteme vett részt
itt a P38 „Új reakciókoncepciók az enzimatikus reakciókhoz” projekt konzorciumánál
az immobilizált enzimek alapja ”. Ennek a projektnek a keretében a tartalom
Ezzel párhuzamosan szoros együttműködés van a moarburgi Clariant Produkte (Deutschland) GmbH-val.
A növényi olajok zsírtalanításában szerzett többéves tapasztalatokra építve a szerző
bizonyos mértékig használja a Clariant GmbH házon belüli elemzési kapacitásait. A
Az üzleti titok ezért néhol az egyén túl részletes leírásának köszönhető
A rövidítések listája A alanin
ADC2 automatikus fejlesztőkamra 2
ASG acilezett szteril-glükozid
CAC kritikus összesített koncentráció
Cer vagy CerOH cerebrozid
EDC 1-etil-3- (3-dimetil-amino-propil) -karbodiimid-hidroklorid
HPLC nagy teljesítményű folyadékkromatográfia
HPTLC nagy teljesítményű vékonyréteg-kromatográfia
ICP-OES atomemissziós spektroszkópia induktívan kapcsolt plazmával
kDa Kilo-Dalton 1 Da 1,66054 ∙ 10 kg L leucin
MWCO molekulatömeg-cut-off
NHP nem hidratálható foszfatidok (nem hidratálható foszfolipidek)