Cel projektu
Celem badań było opracowanie techniki wytwarzania solanesolu i karotenoidów z pozostałości po destylacji molekularnej (MD-R) ekstraktu nadkrytycznego (SC-CO2) z liści Nicotiana tabacum w oparciu o preparatywne siostrzane techniki chromatografii przeciwprądowej w układzie ciecz-ciecz (CPC i CCC).
Opis projektu
Projekt dotyczy nowatorskiego sposobu izolacji i oczyszczania solanesolu i opiera się na stopniowym jego zatężaniu za pomocą technik zapewniających łagodne warunki procesu, początkowo bez użycia rozpuszczalników organicznych. Pierwsze dwa etapy wzbogacania obejmujące ekstrakcję ditlenkiem węgla w stanie nadkrytycznym (SC-CO2) oraz destylację molekularną (MD) przeprowadzono w laboratoriach Łukasiewicz-INS w Puławach. Wytworzona w skali półtechnicznej większa ilość ekstraktu umożliwiła wykonanie eksperymentów MD w laboratoryjnej jednostce destylacyjnej typu rozcieranego filmu (KDL-5) i ustalenie kluczowych parametrów tj. temperatura parownika i skraplacza, prędkość przepływu surowca, czy prędkość obrotu rolek systemu rozcierania surowca, przy których rozdzielono ekstrakt na dwa strumienie destylat i ciecz wyczerpaną (pozostałość). Dalsze etapy izolacji i oczyszczania solanesolu zatężonego w surowej pozostałości MD-R przeprowadzono w grupie badawczej Profesora Vetter’a (Uniwersytet Hohenheim, Niemcy) za pomocą przeciwprądowych technik separacji (CPC i CCC). Zasada działania obu wykorzystanych w projekcie urządzeń CPC i CCC opiera się na chromatografii pomiędzy dwiema fazami powstającymi po zmieszaniu w odpowiednich proporcjach rozpuszczalników tworzących trójskładnikowy system BTF (n-heksan/acetonitryl/benzotrifluorek, 20/13/7, v/v/v). Wariant hydrostatyczny odśrodkowej chromatografii podziałowej (CPC) wykorzystano jako wstępną metodę oczyszczania solanesolu z MD-R ze względu na większą w porównaniu z hydrodynamiczną techniką (CCC) stabilność dwufazowego systemu rozpuszczalników oraz znacznie większą objętość próbki, którą można wprowadzić do urządzenia. Frakcje CCC zawierające solanesol zatężony do 79,2 wg-% i 86,3 wg-% uzyskane w drugim etapie oczyszczania z frakcji CPC (20 wg-%) poddano ostatecznie oczyszczaniu za pomocą ekstrakcji do fazy stałej (SPE). Jedna z uzyskanych frakcji zawierała solanesol pozbawiony koeluujących w systemie CCC substancji lipofilowych tj. β-karoten, sterole, estry steroli. Doskonała czystość solanesolu (>99%) uzyskanego po kilkuetapowym procesie oczyszczania została potwierdzona za pomocą chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią mas (LC-APCI-MS/MS) oraz spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (1H-NMR), która pozwoliła wykluczyć niepożądaną konfigurację trans-cis wiązań podwójnych w łańcuchu cząsteczki. Obecnie solanesol o takim stopniu czystości uzyskany z naturalnego źródła pozostaje niedostępny komercyjnie. Do celów analitycznych projektu wykorzystano wzorzec solanesolu ~90%.
- Nazwa naboru: MINIATURA 7
- Nr DEC-2023/07/X/ST4/00455
- Osoba realizująca: dr Agnieszka Dębczak
- Okres realizacji: 05.09.2023 r. – 04.09.2024 r.