1.2. TỔNG QUAN VỀ L– GLUTAMIC ACID
1.2.2. Các nghiên cứu về L– Glutamic acid trên thế giới
Nhóm của Xiong-Wei Ni và Anting Liao đã nghiên cứu về ảnh hưởng của tốc độ làm lạnh và nồng độ của dung dịch đến quá trình kết tinh của L-glutamic acid. Các thông số về bề dày vùng không bền, mầm tinh thể và hình thái tinh thể hình thành được nhóm tiến hành nghiên cứu. Kết quả cho thấy, khi tốc độ làm lạnh càng lớn thì bề dày của vùng không bền càng tăng. Và khi nồng độ càng cao và tốc độ làm lạnh càng chậm thì dạng tinh thể β dễ dàng hình thành. Ngược lại, nồng độ dung dịch thấp (độ q bão hịa thấp) sẽ ưu tiên hình thành tinh thể dạng α [5].
29
Một nghiên cứu khác của Xiong-Wei Ni, Andrew Valentine và các cộng sự về các yếu tố như tốc độ làm lạnh, nhiệt độ và tinh thể thêm vào trong quá trình kết tinh làm lạnh. Nghiên cứu chỉ ra rằng các yếu tố tốc độ làm lạnh và nhiệt độ ảnh hưởng không nhiều đến cấu trúc tinh thể hình thành, trong khi đó tinh thể thêm vào trong q trình kết tinh có tác động lớn đến cấu trúc LGA hình thành trong dung dịch [6].
Một nghiên cứu khác của C. Cashell, D. Corcoran và B.K. Hodnett tiến hành nhằm kiểm sốt cấu trúc và kích thước tinh thể LGA hình thành khi khơng có ảnh hưởng từ các chất phụ gia, các thông số bao gồm tốc độ làm lạnh và tốc độ khuấy trộn. Kết quả nghiên cứu cho thấy tại độ quá bão hòa σ = 1,12 và nhiệt độ tiến hành kết tinh là 45oC, khi tốc độ làm lạnh nhanh (2 phút) thì lượng tinh thể β tạo thành nhiều hơn và sau 24 giờ, tinh thể có cấu trúc β. Tuy nhiên, khi tốc độ làm lạnh chậm (26 phút) thì tinh thể β hình thành ít hơn vào đến thời điểm 24 giờ thì chỉ có khoảng 10% tinh thể có cấu trúc β. Tốc độ khuấy trộn cũng ảnh hưởng đến kích thước tinh thể hình thành. Khi tốc độ khuấy càng nhanh, kích thước tinh thể tạo thành càng nhỏ [7].
Nghiên cứu của P. Dhanasekaran và K. Srinivasan về nhiệt độ tiến hành kết tinh và cấu trúc tinh thể LGA tạo thành. Nhiệt độ tiến hành kết tinh thay đổi từ 0oC đến 40oC. Khi nhiệt độ kêt tinh trong khoảng từ 1oC đến 9oC thì chỉ có tinh thể α hình thành trong dung dịch, khi nhiệt độ trong khoảng từ 27oC đến 34 oC thì tinh thể hình thành có cấu trúc β, và khi nhiệt độ nằm trong khoảng từ 9oC đến 27oC thì tinh thể hình thành có cấu trúc dạng α và β và dạng β tăng khi tăng dần nhiệt độ [8].
Jeroen Cornel và các cộng sự nghiên cứu q trình chuyển cấu trúc LGA khi có sự hiện diện của tinh thể thêm vào (seed) với cấu trúc và kích thước khác nhau. Nghiên cứu của các tác giả trên đưa ra kết quả là quá trình chuyển cấu cấu trúc sẽ càng nhanhkhi kích thước tinh thể thêm vào càng lớn [9].
Nghiên cứu củaChristian Lindenberg vàMarco Mazzotti tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hình thành mầm cũng như động học của quá trình này khi thực hiện kết tinh LGA bằng phương pháp thay đổi pH của dung dịch L-glutamate. Nghiên cứu cho thấy khi tăng nhiệt độ và độ q bão hịa của dung dịch thì thời gian hình thành tinh thể sẽ được rút ngắn lại [10].
30
Nhóm nghiên cứu của Yuxin Mo, Leping Dang, và Hongyuan Wei cho thấy ảnh hưởng của các phụ gia là các amino acid đến khả năng kiểm sốt cấu trúc tinh thể LGA hình thành. Nghiên cứu chỉ ra rằng những amino acid có vịng phenyl trong cơng thức sẽ có tác dụng cản trở q trình chuyển cấu trúc khi kết tinh LGA, do đó có thể chọn lọc cấu trúc β, dạng kém bền hơn [11].
Kitamura và các cộng sự có một số nghiên cứu về quá trình hình thành mầm và phát triển mầm và chuyển cấu trúc của LGA theo thời gian và nhiệt độ [12-13].
Nhóm nghiên cứu của Kieran Hodnett cũng tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các phụ gia hữu cơ đến q trình kết tinh LGA. Nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nhiều amino acid và cũng đưa ra kết luận là các amino acid có nhóm phenyl cồng kềnh có tác dụng ngăn cản q trình hình thành mầm của cấu trúc β cũng như quá trình chuyển cấu trúc của dạng α. Nhưng khi sử dụng lượng phụ gia lớn (nồng độ mol phụ gia/nồng độ mol dung dịch LGA ≥ 1/6 thì hình thái dạng α biến đổi, đặt biệt mặt tinh thể {011} của cấu trúc α biến mất [14].
Nghiên cứu của P. Dhanasekaran và K. Srinivasan về quá trình hình thành và phát triển mầm trong dung dịch khi có sử dụng phụ gian L-tyrosine trong quá trình kết tinh làm lạnh. Nghiên cứu trên đưa ra kết luận rằng có thể chọn lọc cấu trúc khơng bền α khi sử dụng một lượng L-tyrosine có nồng độ tối thiểu là 0,07 g/l [15].
Zhang cùng các cộng sự [16]: Nghiên cứu quan sát 3D sự phát triển của tinh thể β-L- glutamic acid trong quá trình kết tinh. Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp quan sát 3D ưu điểm hơn so với phương pháp 2D nhằm xác định kích thước và hình dạng thực của tinh thể β-L-glutamic acid.
Lai cùng các cộng sự [17]: Nghiên cứu kiểm soát hiện tượng đa cấu trúc của tinh thể đồng phân quang học L-glutamic acid bằng quy trình kết tinh MSMPR. Kết quả thực nghiệm cho thấy các cấu trúc tinh thể kém bền (α) và cấu trúc tinh thể bền (β) được kết tinh chọn lọc thơng qua kiểm sốt nhiệt độ và thời gian lưu, ở đó tinh thể β có thể được kết tinh trực tiếp khi tiến hành ở nhiệt độ thấp 250C với thời gian lưu trên 17,4 giờ.
Yokota cùng các cộng sự [18]: Nghiên cứu kết tinh phân tách đồng quang quang học D/L-glutamic acid. Kết quả thực nghiệm cho thấy quá trình kết tinh của đối quang D-glutamic
31
acid bị ngăn cản bởi phụ gia L-Arg, do vậy độ tinh khiết của đối quang L-glutamic acid được gia tăng đến 98% trong q trình kết tinh khi có sử dụng phụ gia L-Arg.
Kee cùng các cộng sự [19]: Nghiên cứu kiểm sốt kích thước và độ phân bố kích thước của tinh thể kém bền (α) L-glutamic acid. Kết quả thực nghiệm cho thấy khi tiến hành kết tinh trong vùng khơng bền có độ bão hịa thấp thì sẽ thu được các tinh thể (α) có kích thước lớn với độ phân bố kích thước đồng đều hơn.
Mazzotti cùng các cộng sự [20]: Nghiên cứu tính tốn mơ phỏng cơ chế phát triển của tinh thể β-L-glutamic acid. Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp tính Population Balance Modeling phù hợp để tính tốn xác định tốc độ phát triển trên từng bề mặt của tinh thể β-L- glutamic acid. Ngồi ra, kết quả thực nghiệm và tinh tốn cho thấy tốc độ phát triển tùy thuộc vào kích thước của tinh thể β-L-glutamic acid.