Производство амилазы
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
?икроскопических грибов являются осахаривающими ферментами, образующими при гидролизе крахмалаебраживаемые сахара- мальтозу и глюкозу соответственно.
?-Амилаза -типичный представитель амилаз высших растений. Ее действие на крахмал, содержащий ? -гликозильные связи, ведет к образованию ? -мальтозы. Это явление было первым признанным примером
а-гидролиз амилозы; б-гидролиз наружных ветвей амилопектина (?-декстрин обведен пунктирной линией)
Рисунок 1.2 Действие ?-амилазы на крахмал
Открытие глюкоамилаз, называемых иначе ?-амилазами, амилоглюкозидазами, ?-глюкозидазами или така-амилазами В, связано с исследованием ферментов микроскопических грибов, используемых в производстве спирта.
Согласно новой номенклатуре глюкоамилаза должна расщеплять лишь ? - 1,4-связи в поли- и олигосахаридах. Однако установлено, что этот фермент расщепляет также ?-1,6-глюкозидные связи. Поэтому для глюкоамилазы предложено систематическое название ?-1,4-:1,6-глюкан-4:6- глюкангидролаза.Таким образом, под рабочим названием глюкоамилазы следует иметь в виду фермент, расщепляющий в крахмале и олигосахаридах ?-1,4- и ?-1,6-глюкозидные связи. Существование в микроскопических грибах таких ферментов, как олиго- 1,6-глюкозидаза (конечная декстриназа) и изомальтаза, расщепляющих ?-1,6- связи,некоторые исследователи ставят под сомнение. Весьма активная глюкоамилаза содержится в микроскопических грибах.
. Обзор возможных способов получения
Амилолитические препараты могут быть получены из поверхностных и глубинных культур. Получение препаратов амилаз из поверхностных культур. Средой для выращивания продуцентов являются пшеничные отруби с добавлением до 25 % солодовых ростков, увлажненные водой, подкисленной 0,1 н. раствором серной или соляной кислоты. Выход готовой культуры составляет обычно от 70 до 80 % массы среды. Продуцентами а- амилазы и глюкоамилазы чаще всего используются микроскопические грибы A. oryzae, A. awamori, A. niger, R. delemar и др. В Японии при твердофазном культивировании применяют бактерии В. subtilis и В. amylosolvents. Режимы выращивания зависят от физиологии продуцента.
Экстракт из поверхностной культуры может быть использован для получения очищенных амилолитических препаратов путем осаждения ферментов органическими растворителями или нейтральными солями. Амилазы выпадают в осадок почти полностью (93-96 %) при концентрации этанола в растворе 69-72 %, ацетона 60-62 и изопропанола 54-55%. Но сейчас поверхностная культура не считается перспективным сырьем для производства высокоочищенных амилолитических препаратов.
Получение препаратов амилаз из глубинных культур. В настоящее время в нашей стране для получения амилолитических ферментных препаратов преимущественно используется глубинный способ культивирования продуцентов. В качестве продуцентов используют грибы рода Aspergillus (A. oryzae, A. usamii, A. batatae), спороносные бактерии, относящиеся к группам В. subtilis - mesentericus, дрожжеподобные организмы родов Endomycopsis, Endomyces и многие другие микроорганизмы.
Источники азота. Выбор сред для каждого продуцента про водится опытным путем с учетом физиологических потребностей продуцента и условий производства. Например, при изучении факторов, влияющих на биосинтез ферментов, было показано, что культура В. subtilis 103 весьма чувствительна к источнику азота в среде (табл. 1.1.).
Таблица 1.1
Источник азотаАктивность ?-амилазы, ед. рН исходной среды рН Культуральной жидкостиСодержание биомассы, г на 100 млЦитрат аммония двузамещаемый82,86,97,50,84KN14,46,96,10,11NN06,94,450,26(NS06,94,80,40(NHP86,46,95,60,80NCl43,26,97,40,40Казеин24,06,97,70,80Пептон43,26,97,51,00Кукурузный экстракт36,06,87,61,00Глютеин14,47,06,80,74
Наилучшие результаты согласно данным К. А. Калунянца и др. (1979) наблюдаются в присутствии двузамещенного цитрата аммония - 82,8 ед. АС/мл и (NH4)2HP04 - 86,4 ед. АС/мл. Органические источники азота менее эффективны, чем неорганические.
Дополнительное введение азота в виде экстрактов из растительного, животного и микробного материала к (NH4)2HP04 позволяет на 30-40 % повысить продуцирующую способность бактерий и достичь активности 110-114 ед. АС/мл(табл 1.2.).
Таблица 1.2
Вариант среды(NHPАзотсодержащая добавкаКоличество довавкирН Исходной средырН готовая культуральная жидкостьАктив. ?-амилаз ед. 11,0Пептон0,96,97,2108,421,0Кукурузный Экстракт0,96,87,3111,631,0Экстракт солодовых ростков5,06,86,6114,041,2Кукурузный экстракт и пивные осадочные дрожжи0,8 и 0,46,77,2111,6
Источники углерода. Главным источником углерода в среде для всех продуцентов ?-амилазы является крахмал различного происхождения. Используют чаще всего крахмал картофельный или кукурузный, который вводится в среду в клейстеризованном состоянии. Вместо крахмала может применяться крахмалсодержащее сырье, например ячменная или кукурузная мука. Все эти компоненты используются в нативном виде или в виде различных гидролизатов.
Установлено, что биосинтез ?-амилазы протекает более интенсивно, если крахмал частично гидролизовать в процессе приготовления питательной среды, не допуская при этом накопления в среде низкомолекулярных дисахаров (мальтозы) и особенно глюкозы (табл 1.3.).
Таблица 1.3
Вариант средыСпособ обработки крахмала в питательной средерН готовой культуральной жидкостиАктивность ?-амилазы в КЖ ед. Активность ?-амилазы в КЖ % от контроля1Гидролизат крахмала при длительности гидролиза ?=10 мин5,70177,0158,52Гидролизат крахмала при ?=60 мин5,65168,0150,53Гидролизат крахмала при ?=1,5 ч5,72180,0161,04Гидролизат крахмала при ?=18 ч5,68180,0161,0
Поэ?/p>