Optimization of Enzymatic Hydrolysis Conditions for Isolation of Glycolipids From Phosphatide Concentrates

Abstract

Основными компонентами комплексов полярных липидов, выделенных из вторичных продуктов пере- работкимасложирового сырья, являются фосфолипиды и гликолипиды. Гликолипиды выделяют из соевого лецитина методом твердофазной экстракции. Однако такой метод может быть реализован только в лабораторном масштабе. Для разработки способа, который позволил быпроизводить гликолипиды в промышленном масштабе, нами предло- жена стратегия выделения гликолипидов из фосфатидных концентратов путем ферментативного воздействия. Цель настоящих исследований – поиск оптимальных условий для ферментативнойдеструкции молекул фосфолипидов с использованием фосфолипаз А1 (PLA1) и А2 (PLA2). В качестве объектов исследований были подсолнечные, со- евые и рапсовые фосфатидные концентраты, выработанные на масложировых предприятиях России и обезжирен- ныев лабораторных условиях, и высокоочищенные стандартизированные фосфолипазы PLA1S и PLA2S производст- ва Sigma-Aldrich и промышленно производимые фосфолипазы PLA1N Lecitaza Ultra (Novozymes) и PLA2M Maxapal (DSN). Ферментативный гидролиз проводили при различных способах внесения фосфолипаз в реакционную среду: последовательно (сначала PLA1 – через 3 ч PLA2;сначала PLA2 – через 3 ч PLA1) и одновременно. Установлено, что максимальная степень гидролиза (67%) наблюдается приодновременном внесении фосфолипаз в реакционную среду. Показано, что вид сырья, из которого получены фосфатидные концентраты, иизменение рН реакционной среды в диа- пазоне 5,4–7,8 не оказывают влияния на процесс ферментативного гидролиза. Использованиеацетона в качестве селек- тивного растворителя позволяет удалить гидролизованные жирные кислоты из гидролизата с эффективностью 98%. The main components of polar lipid complexes isolated from secondary products of processing of fat-and-oil raw materials are phospholipids and glycolipids. Glycolipids are isolated from soy lecithin by solid-phase extraction. However, such a method can only be implementedon a laboratory scale. To develop a method that would allow the production of glycolipids on an industrial scale, we proposed a strategy for theisolation of glycolipids from phosphatide concentrates by enzymatic action. The purpose of these studies is to search for optimal conditions for theenzymatic destruction of phospholipid molecules using phospholipases A1 (PLA1) and A2 (PLA2). The objects of research were sunflower, soy and rapeseed phosphatide concentrates produced at fat-and-oil enterprises in Russia and fat-free in laboratory conditions, and highly purified standardized phospholipases PLA1S and PLA2S produced by Sigma-Aldrich and industrially produced phospholipases PLA1N Lecitaza Ultra (Novozymes) andPLA2M Maxapal (DSN). Enzymatic hydrolysis was carried out using various methods of introducing phospholipases into the reaction medium:sequentially (first PLA1 – after 3 hours PLA2; first PLA2 – after 3 hours PLA1) and simultaneously. It was found that the maximum degree ofhydrolysis (67%) is observed with simultaneous introduction of phospholipases into the reaction medium. It is shown that the type of raw materialsfrom which phosphatide concentrates are obtained and the change in the pH of the reaction medium in the range of 5,4–7,8 do not affect the processof enzymatic hydrolysis. The use of acetone as a selective solvent makes it possible to remove hydrolyzed fatty acids from the hydrolysate with an efficiency of 98%.