WITAMINA D3 Z OWCZEJ WEŁNY?

Witamina D to jedyna witamina, którą jesteśmy w stanie naturalnie pozyskać z innego źródła niż pożywienie – słońca. Kiedy światło słoneczne uderza w naszą skórę, promieniowanie UV przekształca rodzaj cholesterolu pod skórą w formę witaminy D, zwanej witaminą D3.

Możemy również stworzyć syntetyczną witaminę D naśladując biologiczny proces padania promieni słonecznych na naszą skórę. Robimy to, zastępując cholesterol znajdujący się w naszym organizmie cholesterolem w lanolinie, substancją podobną do woskowatego tłuszczu występującą w wełnie owczej. Ta syntetyczna lub wytworzona przez człowieka forma witaminy D3 jest powszechnie sprzedawana jako suplementy witaminy D3 w sklepach.

Profesor Mark Rizzacasa i doktorant Calvin Lee z School of Chemistry na Melbourne University obliczyli, że można wyprodukować milion 25 mikrogramowych dawek witaminy D3 z runa jednej owcy!

Wyniki były tak zdumiewające, że poprosiliśmy doktoranta Calvina Lee o odtworzenie dla nas tego procesu.

Aby zobaczyć, jak Calvin doszedł do tych liczb, zobacz jego działanie poniżej.

Ta praca została wykonana w grupie Rizzacasa pod kierunkiem profesora Marka Rizzacasy.

Calvin Lee, Student PhD* Chemii, Uniwersytet w Melbourne

Laboratorium profesora Rizzacasa – gdzie dzieje się magia!

Synteza witaminy D jest procesem wieloetapowym, rozpoczynającym się od 7-dehydrocholesterolu wyekstrahowanego z lanoliny zawartej w tłustej wełnie owczej, który następnie jest naświetlany światłem o wysokiej intensywności, aby uformować preformę witaminy D, a następnie podgrzewany, aby uzyskać nasz produkt końcowy – witaminę D3.

Krok 1

Zacząłem od 50 miligramów 7-dehydrocholesterolu, aby przeprowadzić tę reakcję. Jest to ilość zbliżona mniej więcej do ćwierć tic taca. Przy syntetycznej wydajności 61% powinienem otrzymać około 30 miligramów witaminy D3!

Krok 2

Następnie umieściłem 7-dehydrocholesterol w komorze reakcyjnej (1) wraz z ultrafioletową lampą rtęciową (2), która go naświetli, przekształcając w witaminę D3.

Lampa ultrafioletowa generuje dużo ciepła, co może spowodować niepowodzenie konwersji 7-dehydrocholesterolu. Dlatego rury chłodzące wychodzące z komory będą utrzymywać temperaturę reakcji na poziomie 0 stopni Celsjusza po rozpoczęciu reakcji.

Trzymałem lampę w jej własnej komorze, po prawej stronie. Same lampy są chłodzone bieżącą wodą o temperaturze 15 stopni Celsjusza. To daje gwarancję, że drogi laboratoryjny sprzęt nie zostanie uszkodzony.

Dla tej reakcji ważne jest ciągłe mieszanie zawartości. Jeśli przyjrzysz się uważnie poniższemu zdjęciu, zobaczysz, że umieściłem mieszadło magnetyczne (3) i srebrną płytkę (4) poniżej w komorze reakcyjnej. Srebrna płytka wytwarza pole magnetyczne, które obraca mieszadełko, powodując jego ciągły obrót.

Krok 3

Następnie dodałem 10 ml etanolu, aby rozpuścić 7-dehydrocholesterol i umożliwić mu bardziej wydajną reakcję.

Następnie owinąłem całość kuchenną folią aluminiową, aby światło o wysokiej intensywności koncentrowało się wyłącznie wokół komory reakcyjnej.

Ponieważ światło ultrafioletowe jest bardzo szkodliwe dla oczu, reakcję należy przeprowadzić po bardzo szczelnym zamknięciu w pudełku. To jest otwarte pudełko….

I zamknięte. To jest moje odbicie.

Krok 4

Roztwór naświetlałem światłem o długości fali 200-400 nm przez około 15 minut. Ten rodzaj promieniowania UV symuluje część światła słonecznego od ultrafioletu do zieleni. Jednak światło ultrafioletowe wykracza poza możliwości ludzkiego oka, więc widzimy tylko niesamowitą zieloną poświatę.

Krok 5

Po napromieniowaniu próbki przeniosłem prewitaminę D do kolby okrągłodennej (5), aby można było ją podgrzać i przekształcić w witaminę D3. Szklana kolumna (6) nad kolbą okrągłodenną jest chłodnicą wypełnioną zimną wodą, co pozwala na ogrzanie etanolu (7) powyżej jego temperatury wrzenia bez odparowania.

Krok 6

Po zakończeniu reakcji używamy wyparowaki obrotowej (8), aby usunąć niepotrzebny etanol. Tworzy częściową próżnię, dzięki czemu nie musimy podgrzewać go do temperatury wrzenia i ryzykować uszkodzenia naszego produktu. W ten sposób jest też znacznie szybszy.

Krok 7

Po usunięciu etanolu za pomocą wyparowarki obrotowej pozostał tylko bezbarwny proszek pokrywający kolbę okrągłodenną. Ten proszek jest mieszaniną ~ 20% witaminy D i ~ 80% nieprzereagowanego 7-dehydrocholesterolu. Po dalszym oczyszczaniu (metodą chromatografii) otrzymaliśmy zsyntetyzowaną witaminę D3 wytworzoną w laboratorium chemicznym przy użyciu naszego procesu biologicznego jako szablonu.

I oto jest, zebrane w szklanej płytce. Nie wygląda na dużo, prawda? Jednak ta niewielka ilość proszku – około połowy wielkości pięciocentowej monety – jest warta ponad sto dolarów.

Chociaż ta reakcja może sprawić, że synteza witaminy D będzie wyglądać na łatwą, tak nie jest. Bezpieczne przeprowadzenie eksperymentu i odmierzenie niewielkich ilości, z którymi nasz organizm może sobie poradzić na co dzień, wymaga wprawnej ręki, bo inaczej ryzykujemy przedawkowaniem! Więc proszę, nie próbuj tego w domu.

W przypadku jakichkolwiek pytań należy skonsultować się z lekarzem, ponieważ duże dawki, jeśli zostaną podane nieprawidłowo, mogą być szkodliwe, a nawet śmiertelne.

Informacje zawarte w tym artykule nie powinny zastępować porady lekarza.

Kalkulacja Calvina

Przeciętna owca Merino daje 6 kg wełny na płaszcz [1]

Z tej masy 6 kg 30% stanowi surowa lanolina lub wosk wełniany [2] (1,8 kg)

Z tego 1,8 kg surowej lanoliny około 20% stanowi odzyskiwalny tłuszcz z wełny lub oczyszczona lanolina [3] (360 g)

Biorąc pod uwagę, że lanolina ma gęstość 0,932 g / ml w temperaturze pokojowej [4], przekłada się to na około 336 ml tłuszczu do wełny.

To pasuje do danych pochodzących z innego źródła „wełna jednej owcy merynosów wyprodukuje około 250-300 ml odzyskiwalnego tłuszczu z wełny” [5]

Stosując bardziej ostrożne oszacowanie, 250 ml (lub 268 gramów) smaru wełnianego zawiera 38% masy cholesterolu [6], [7] (101 gramów).

Nie można było znaleźć wskaźników efektywności przemysłowej konwersji cholesterolu do 7-dehydrocholesterolu, ale wyniki laboratoryjne [8] sugerują wydajność 34,6%, co daje 35 gramów 7-dehydrocholesterolu

Przemysłowe napromienianie fotochemiczne 7-dehydrocholesterolu i oczyszczanie do cholekalcyferolu (witaminy D) jest wydajne w około 74% [9], co daje nam 26 gramów czystej witaminy D.

Suplementy witaminy D często zawierają 25 mikrogramów cholekalcyferolu w każdej tabletce [10] [11] [12].

Jeśli w każdej pigułce witaminy D jest 25 mikrogramów cholekalcyferolu, to jedna owca da nam 26 gramów cholekalcyferolu, co da nam około miliona tabletek (1 043 005).

Albo jeśli spojrzysz na te obliczenia w inny sposób, jeśli zapakujesz ją w pigułki, a następnie sprzedasz, witamina D3 z jednej owcy będzie wtedy warta ponad 3700 USD za gram – to więcej niż cena złota!

A to tylko z tłustej pozostałości na rurze, której nie używają producenci wełny.

NAPISANE PRZEZ GENEPOOL PRODUCTIONS I CALVIN LEE, PHD* STUDENTA CHEMII, UNIWERSYTET MELBOURNE

*przyp. red PHD student, to student który ukończył wszystkie zajęcia i kompleksowe egzaminy i pracuje nad swoją pracą doktorską.

Artykuł jest wolnym tłumaczeniem redaktorskim – sprawdź zgodność z oryginałem!

Źródła:

[1] http://merinos.com.au/genetics/merino-history/australian-merino

[2] Production and oxidation of wool grease after shearing, Australian Veterinary Journal (1999)

[3] https://archive.org/stream/woolgreaseeconom89raym/woolgreaseeconom89raym_djvu.txt (Table 3)

[4] https://www.chemicalbook.com/ProductMSDSDetailCB3463970_EN.htm

[5] Comprehensive view on chemistry, manufacturing & applications of lanolin extracted from wool pretreatment, American Journal of Engineering Research (2014).

[6] Comprehensive view on chemistry, manufacturing & applications of lanolin extracted from wool pretreatment, American Journal of Engineering Research (2014).

[7] http://lanolin-stella.com/wp-content/uploads/2013/10/Lanolin-Alcohol-Cosmetic-grade-with-high-Cholesterol-content.pdf

[8] Synthesis of 7-dehydrocholesterol through hexacarbonyl molybdenum catalyzed elimination reaction, Bulletin of the Chemical Society of Ethiopia (2011)

[9] https://www.google.com/patents/US3157678#v=onepage&q=&f=false

[10] https://www.chemistwarehouse.com.au/buy/84677/Wagner-Vitamin-D3-1000IU-250-Capsules?gclid=EAIaIQobChMI5I2V99Tj2wIVS4ePCh3NcwQeEAAYASAAEgJ00fD_BwE

[11] https://www.chemistwarehouse.com.au/buy/55289/Blackmores-Vitamin-D3-1000IU-200-Capsules

[12] https://www.chemistwarehouse.com.au/buy/69162/Swisse-Ultiboost-Vitamin-D-400-Capsules