к.т.н. Сухих С.А.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»

Способ выделения ферментных препаратов с целью дальнейшего использования в технологии продуктов питания

Ферменты представляют собой биологические катализаторы белковой природы, локализованные в живых организмах. Ферменты участвуют в реакциях катаболизма и синтеза жизненно необходимых (эссенциальных) веществ, используемых живым организмам для развития и жизнедеятельности. Все ферменты в живом организме входят в состав мультиферментных систем, которые имеют один фермент, обусловливающий каталитическую активность всей системы и задающий скорость биореакции [1, 2].

Алкогольоксидаза (КФ 1.1.3.13) представляет собой энзим, катализирующий реакцию окисления низших спиртов до альдегида уксусной кислоты. Далее альдегид уксусной кислоты в живом организме метаболизируется на самостоятельную уксусную кислоту, которая в последующем распадается до воды и углекислого газа. Реакция превращения этанола в продукты распада под действием фермента алкогольоксидазы до этаналя представлена на рисунке 1. Фермент может вступать в окислительные реакции с метиловым, пропиловым, изобутиловым, амиловым, гликолейным спиртами, а также с муравьиной кислотой и различными альдегидами [3].

Большая часть белков и ферментов, локализованных внутри клеток, менее стабильны в связи с тем, что у них отсутствуют дисульфидные связи, так как внутриклеточная среда обладает восстанавливающими свойствами. Для того чтобы извлечь ферменты из клетки, необходимо наиболее полно разрушить клеточную стенку сырья. В настоящее время в биотехнологии применяется большое количество методов, позволяющих разрушить их целостность. Известно, что клеточные стенки дрожжей обладают высокой прочностью. В связи с этим для их разрушения требуется сильное механическое воздействие, которое при этом не вызывает разрушения целевых продуктов, т.е. инактивации выделяемых ферментных систем.

С целью разрушения целостности клеток дрожжей Сandida boidinii в работе использовали планетарную шаровую мельницу РМ 400. Принцип действия, которой заключается в разрушении клеточных стенок микроорганизмов за счет вибрации движущимися элементами. Из литературных данных, известно клетки бактерий и дрожжей имеют разную механическую прочность. В этой связи нкеобходимо правильно подобрать параметры трансформации клеточной стенки. Степень разрушения клеточной стенки зависит от скорости вращения ротора, продолжительности воздействия центробежных сил, а также выбранной температуры процесса.

На рисунке 1 представлена динамика степени разрушения дрожжевых клеток Сandida boidinii в процессе биотрансформации.

Рис. 1. Динамика степени разрушения клеток дрожжей Сandida boidinii в процессе трансформации шариковыми бусами Glass beads approximately: 1 - 40 mesh; 2 - 60 mesh; 3 - 80 mesh; 4 -100 mesh

Анализируя, полученные результаты исследований, можно сделать вывод о том, что при использовании в процессе разрушения клеточных стенок дрожжей Сandida boidinii движущих элементов марки Glass beads approximately 60 mesh доля разрушенных клеток составляет 48 %. В то время как, применение в планетарной мельнице движущих элементов марки Glass beads approximately 80 mesh позволяет увеличить долю разрушенных клеток до 80% по сравнению с применением движущихся элементов марки Glass beads approximately 60 mesh. Таким образом, в исследованиях для получения алкогльоксидазы из дрожжей Сandida boidinii разрушение клеточной стенки будем проводить на планетарной мельнице РМ 400 с применением движущихся элементов марки Glass beads approximately 80 mesh.

В процессе трансформации дрожжевых клеток происходят структурные изменения клетки, а также приетерпивают изменения и свойства клеток – нарушается целостность клеток. Данный процесс протекает под влиянием сил удара, трения и сил Кориолиса.

Список литературы

1. Плетенева, Т.В. Токсикологическая химия / Т.В. Плетенева. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005. – 512 с.

2. Pavlishko, H. Alcohol oxidase and its bioanalytical application / H. avlishko, H. Gayda, M. Gonchar // Vysnyk of L’viv Univ. Biology series. – 2004. - № 35. – P. 3-22.

3. Ashin, V.V. Alcohol oxidase of the mthylotrophic yeasts: new findings / V.V. Ashin, Y.A. Trotsenko // j. Mol. Catalysis B: Enzymatic. – 2000. – V. 10, № 1–3, P. 295–303.