این واحدهای قندی به ترکیبات هتروگزیلانی و پکتین های موجود در دیواره سلولی به صورت کووالانسی اتصال پیدا کرده اند. با توجه به اینکه اسید فرولیک در دیواره های سلولی گیاهی به صورت کووالانسی و از طریق پیوندهای استری به پلی ساکاریدهای دیواره سلولی به ویژه سلولز، لیگنین و پکتین متصل می باشد، بنابراین برای استخراج آن نیاز به انواع تیمارهای مختلف آنزیمی و غیرآنزیمی می باشد (49). اگرچه استخراج شیمیایی اسید فرولیک از منابع گیاهی بسیار ساده و دارای راندمان بالا می باشد اما با توجه به اینکه اسید فرولیک استخراجی در گروه ترکیبات طبیعی طبقه بندی نمی شود بنابراین باید از روشهای آنزیمی برای استخراج اسید فرولیک طبیعی استفاده نمود. در این مقاله نشان خواهیم داد که سایر ویژگیهای مطلوب در قراردادهای نفتی (که در ادامه به آن میپردازیم) صرفاً شعارهای زیبایی بوده و هست که هیچگاه به تحقق نرسیده و با ادامه شرایط موجود نیز به تحقق نخواهد رسید. در ارتباط با تهیه وانیلین از منابع گیاهی باید گفت که علی رغم اینکه ترکیبات معطر استخراج شده از منابع گیاهی از سوی سازمانهای مسئول نظارت بر فرآورده های بیوتکنولوژی در گروه ترکیبات طبیعی طبقه بندی شده و از مشتریان زیادی در بازارهای جهانی برخوردار می باشد اما با توجه به اینکه از یک سو استخراج این ترکیبات از گیاهان مشکل، پرهزینه و دارای اثرات اکولوژیک منفی بر روی جمعیتهای گیاهی بوده و از سوی دیگر با توجه به پایین بودن غلظت ترکیبات موجود در گیاهان و با در نظر گرفتن این موضوع که منابع گیاهی دستخوش تغییراتی از قبیل تغییرات آب و هوایی، سیل، خشکسالی، تغییرات غیرقابل کنترل در کیفیت محصولات بوده و همچنین با توجه به محدودیت دسترسی به منابع گیاهی موجود، لزوم جستجوی منابع جایگزین الزامی می باشد (40). در ارتباط با تولید وانیلین از طریق سنتز شیمیایی باید اشاره نمود که این فرآیندها از نظر زیست محیطی بسیار زیانبار بوده و دارای هزینه های نسبتاً بالا به سبب دفع پسماندهای سمی می باشد(6 و 7). اگرچه نرخ تولید اکثر ترکیبات معطر سنتز شده از طریق سنتز شیمیایی در مقایسه با استخراج از منابع گیاهی پایین تر بوده اما با توجه به قوانین تصویب شده در اروپا و آمریکا از سوی سازمانها و کمیته های کنترل کننده و مسئول نظارت بر این فرآورده ها مبنی بر اینکه؛ ایجاد مواد معطر طبیعی تنها از طریق فرآیندهای فیزیکی به وسیله استخراج مستقیم از منابع گیاهی/حیوانی و یا به واسطه فرآیند های آنزیمی و میکروبی قابل قبول می باشد؛ بنابراین، این طبقه بندی نوعی تضاد و دوگانگی را در بازارهای جهانی ایجاد نموده و باعث شده ترکیباتی که دارای برچسب طبیعی بوده به عنوان ترکیبات سودمند و مفید قلمداد شده در حالی که سایر ترکیبات سنتز شده از طریق روشهای سنتز شیمیایی در گروه ترکیبات غیرطبیعی طبقه بندی شوند که این امر باعث شده ترکیبات اخیر با استقبال کمی از سوی مشتریان در بازارهای جهانی مواجه گردند (7). اگرچه از نظر شیمیدانها بین ترکیب سنتز شده در طبیعت و ترکیب مشابه سنتز شده در آزمایشگاه تفاوتی وجود ندارد اما قیمت فروش ترکیب معطر طبیعی به دلیل استقبال زیاد از سوی مشتری بسیار بالاتر از ترکیب معطر مشابه تولید شده به وسیله سنتز شیمیایی می باشد.

شرکتها به جمعآوری اطلاعات برای شناخت نیازهای حال و آیندة مشتریان و همچنین رقبایشان بپردازند. وانیلین در سال 1859 برای اولین بار توسط گوبلی از عصاره الکلی دانه وانیل استحراج شد (وانیل دانه درختی به نام وانیلا (Vanilla) از خانواده ارکیداسه (Orchidaceae) است). این ترکیب اولین بار در سال 1866 با استفاده از استخراج الکلی از پوست درخت گیاه دارویی آنغوزه (Ferula foetida) جداسازی شد (23). با توجه به خواص آنتی اکسیدانتی قوی از این ترکیب در انواع صنایع به ویژه در صنایع آرایشی برای ساخت انواع کرمهای ضد آفتاب استفاده می شود. در واقع این ترکیب آلدئیدی با اکسیده شدن خود مانع از اکسیداسیون مواد حساس در برابر اکسیداسیون می شود (19). در صنایع داروسازی و پزشکی از وانیلین به عنوان یک حدواسط در سنتز داروهایی از جمله ال- دوپا، متیل-دوپا، پاپاورین و تری متوپریم استفاده می شود. رسوب پارافین همچنین میتواند باعث گیرکردن لولهها در حفره چاه، مسدودشدن و مشکل در خطوط لولۀ جریانی روزمینی، افزایش تهماند مخازن و کاهش کیفیت نفتخام برای فروش شود. با توجه به اهمیت صنعت در اقتصاد کشور و نیز موضوع کلیدی محدودیت منابع، مدنظر قرار دادن تأثیرپذیری فعالیتهای صنعتی از منابع تولید و هدفگذاری و اولویت­بندی فعالیتهای صنعتی، میتواند موجب رشد بیشتر صنعت با توجه به منابع در دسترس گردد.

با توجه به شباهت ساختاری بین فرولیک اسید و مشتقات وانیلینی، زیست تبدیلی اسید فرولیک در طیف وسیعی از اورگانیسم ها گزارش شده است. در ارتباط با تفاله چغندرقند، 50 درصد اسید فرولیک به اکسیژن شماره 2 آرابینوز و 50 درصد مابقی به اکسیژن شماره 6 گالاکتوز لینک شده است. بیمه نیز برای کشاورزان بسیار اهمیت دارد و ناتوانی در سنین میانسالی و کهنسالی و لزوم پرداخت هزینههای درمان و داشتن مستمری بازنشستگی، همگی اهمیت بیمه را دوچندان میکند. این نکته که آیا نفت مهم ترین ترین عامل پیش راننده سیاست خارجی آمریکا در خاورمیانه است قابل بحث است اما به هر حال نفت جنبه بسیار مهم و تاثیر گذاری از منافع آمریکا است که نمیتوان آنرا نادیده انگاشت. گرچه دکربوکسیلاسیون فرولیک اسید در گونه های مختلف میکروبی گزارش شده است با این حال در اکثر سویه های مطالعه شده تولید وانیلین یا وانیلیک اسید از فرولیک اسید بسیار ناچیز گزارش شده است. اگرچه در حال حاضر عمده وانیلین مصرفی از طریق روشهای سنتز شیمیایی تهیه می شود اما با توجه به افزایش روزافزون تقاضا برای مصرف وانیلین طبیعی، رویکردهای بیوتکنولوژی شامل استفاده از کشت سلول یا بافت گیاهی، زیست تبدیلی میکروبی و مهندسی متابولیک به عنوان راهبردهای نوین توسعه داده شده است که در این میان استفاده از زیست تبدیلی میکروبی با استفاده از سوبستراهای فنیل پروپانوئیدی از اهمیت تجاری بالاتری برخوردار است (13و 30). هدف از مقاله مروری اخیر، بررسی جدیدترین مطالعات انجام شده در زمینه تولید زیستی وانیلین طبیعی از سوبستراهای فنیل پروپانوئیدی به وسیله زیست تبدیلی با استفاده از سلولهای میکروبی می باشد.

در همان سال وانیلین توسط کمپانی هارمن و رایمر به صورت صنعتی سنتز شد (5). وانیلین در بین ترکیبات آروماتیک شناخته شده بیشترین مصرف جهانی را به خود اختصاص داده است. برای مثال در تفاله ذرت غلظت آن حدود 2 تا 4 درصد وزن خشک سلولی را تشکیل می دهد در حالی که در سبوس برنج بین 5/1 تا 2 درصد و در تفاله چغندرقند و نیشکر بین 8/0 تا 5/1 درصد را تشکیل می دهد. در سال 2007 مصرف جهانی ترکیبات آروماتیک بیش از 30000 تن در سال بوده که از نظر ارزشی معادل 20 میلیارد دلار بوده و روند افزایشی سالیانه آن بین 11 تا 12 درصد برآورد شده که در این میان تقاضای جهانی برای مصرف وانیلین بیش از 16000 تن در سال بوده است (74). در حال حاضر از وانیلین به طور گسترده در صنایع غذایی، دارویی و پزشکی، آرایشی و بهداشتی استفاده می شود (7). از مصارف عمده وانیلین در صنایع غذایی می توان به موارد زیر اشاره نمود: الف) طعم دهنده و مزه ساز: از وانیلین برای بهبود طعم و مزه انواع شکلاتها، نوشیدنیهای الکلی و غیرالکلی، انواع نوشیدنیهای گازدار و بدون گاز، انواع شکلاتها، انواع بستنیها، انواع شیرینیها، محصولات نانوایی و غیره استفاده می شود (25). ب) نگهدارنده غذایی: با توجه به اینکه بیشتر مواد غذایی تازه یا فرآوری شده در معرض آلودگیهای میکروبی قرار دارند، بنابراین همواره نیازمند راهی برای جلوگیری و کنترل این آلودگیها بوده، علی رغم تعدد در استفاده از انواع مواد شیمیایی طبیعی و یا مصنوعی به منظور به تعویق انداختن فساد مواد غذایی، در حال حاضر با توجه به خاصیت ضد میکروبی بالای وانیلین و همچنین عطر و بوی تند آن، از این ترکیب به عنوان نگهدارنده غذایی استفاده می شود (25). تحقیقات نشان داده که این ترکیب در غلظت حدود 2 گرم در لیتر می تواند باعث توقف رشد اکثر مخمرها و کپکهای فاسد کننده مواد غذایی شده و همچنین باعث ممانعت از رشد اکثر باکتریهای گرم مثبت و گرم منفی می شود (25). از وانیلین همچنین در ترکیب با سایر نگهدارنده های غذایی از جمله کیتوسان و پتاسیم سوربات استفاده شده که نتایج نشان داده اثرات ضد میکروبی ترکیبات مذکور به طور فزآینده ای افزایش پیدا کرده است (48). ج) آنتی اکسیدان: از وانیلین به عنوان یک آنتی اکسیدانت بالقوه در بسیاری از مواد غذایی و دارویی به ویژه در مواد غذایی کمپلکس حاوی اسیدهای چرب چند غیراشباعی استفاده می شود.

ادامه مطلب: https://irchem.ir/industrial/