Graudaugu blakusproduktu biorafinēšanas procesa demonstrēšana neekstrahējamo bioaktīvo savienojumu ilgtspējīgai izdalīšanai ar potenciālo pielietojamību sudraba nanodaļiņu zaļajā sintēzē (Z68)

Pētījuma mērķis: Sudraba nanodaļiņu zaļā sintēze, izmantojot ferulīnskābi un eigenolu kā dabīgos reducētājus, kas iegūti no graudu blakusproduktiem biorefinēšanas procesa ietvaros.

1. Blakusproduktu iegūšana un to pirmapstrāde turpmākai analīzei un darbam;
2. Ferulīnskābes un eigenola izdalīšana no blakusproduktu matricas ar videi un cilvēkam saudzīgo biotehnoloģisko pieeju;
3. Iegūtas ferulīnskābes un eigenola attīrīšana ar cietfāzes ekstrakciju (SPE);
4. Sudraba nanodaļiņu sintēze, izmantojot iegūtos hidrolizātus (neattīrītus) un attīrītu ferulīnskābi un eigenolu;
5. Drošības un funkcionālais novērtējums. Iegūto Ag nanodaļiņu antimikrobiālās aktivitātes novērtējums.

Plānotās aktivitātes un rezultāti

1. Lai nodrošinātu kliju paraugu viendabīgumu un palielinātu substrātu laukumu hidrolītisko enzīmu aktīvākai iedarbībai, tiek paredzēta izejmateriāla malšana, lai nodrošinātu daļiņu izmēru Ø <0.2 mm. Savukārt, lai izslēgtu iespējamo natīvo mikroorganismu un/vai enzīmu ietekmi uz rezultātu precizitāti un ticamību, piedaloties šūnu sieniņu degradēšanā, samaltais materiāls tiks pakļauts autoklāvēšanai ar tai sekojošu sublimēšanu.
2. Šīs aktivitātes ietvaros plānots demonstrēt alternatīvu, videi draudzīgu, efektīvu un rentablu ferulīnskābes, eigenola un, iespējams, arī citu hidroksikaneļskābes atvasinājumu izdalīšanos laboratorijas mērogā biorafinēšanas procesā, izmantojot kviešu un rudzu kliju substrātus un hidrolītiskos enzīmus. Ferulīnskābes iznākums no graudu blakusproduktiem tiks salīdzināts ar rezultātiem pēc nekonvencionālās ekstrakcijas ar superkritisko CO₂.
3. līnskābes attīrīšanai tiek plānots izmanot cietfāzes ekstrakciju ar “Strata-X” kārtridžu (Phenomenex, Torrance, CA, ASV), pildītu ar modificēto stirola-divinilbenzola kopolimēru ar daļiņu izmēru 33 µm, (85 Å, 30 mg 3 mL). Datu salīdzināšanai (FS atgūšana, %) tiks izmantota otra ferulīnskābes attīrīšanas metode, izmantojot “Supel™-Select HLB” kārtridžu ar hidrofīlu modificēta stirola polimēra pildījumu, kura daļiņu izmērs: 50-70 μm (80-200 Å, 60 mg 3 mL). Aktivitātes ietvaros plānots iegūt divas ar ferulīnskābi un eigenolu bagātas frakcijas, kuras turpmākajā darbā tiks izmantotas sudraba nanodaļiņu zaļajā sintēzē.
4. Aktivitātes ietvaros plānots izstrādāt sudraba nanodaļiņas ievērojot zaļās sintēzes principus. AgNO₃ reducēšanai līdz Ag nanodaļiņām plānots izmantot neattīrītus hidrolizātus pēc graudu blakusproduktu enzimātiskās hidrolīzes, kā arī attīrītas frakcijas bagātas ar ferulīnskābi un eigenolu. Ag nanodaļiņu fizikāli-ķīmiskās īpašības tiks raksturotas izmantots SEM mikroskops, Ramaņa spektroskops, nosakot XRD difrakciju, izmēru un formu, virsmas lādiņu, Zeta potenciālu.   
5. Lai pārbaudītu iegūto AgNd antimikrobiālo aktivitāti, tiks veikts minimālās inhibējošās koncentrācijas (MIC) noteikšanas tests, izmantojot 96 bedrīšu mikroatšķaidīšanas metodi. Antimikrobiālās jutības pārbaudei tiks izmantoti pieci mikroorganismu standarta celmi, t.sk., Grampozitīvās un gramnegatīvās baktērijas: Pseudomonas aeruginosa ATCC10145; Escherichia coli ATCC25922; Enterococcus faecalis ATCC29212; Streptococcus pyogenes ATCC19615; Staphylococcus aureus ATCC65388/NCTC7447.