АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Получение ферментных препаратов

Ферментная промышленность выпускает препараты различной степени концентрирования и очистки. Многие виды отечественных ферментных препаратов имеют названия и индексы, несущие информацию о продуцентефермента, основной активности и способе препарата. Название такихпрепаратов состоит из двух частей: первая соответствует виду основной активности, вторая - видовому названию продуцента. Например, Амилосубтилин– зто препарат α-амилазы из культуры B. subtilis, Глюкаваморин – препарат глюкоамилазы из Asp. Awamori, Целловиридин – препарат целлюлазы из Т. viride.

Препараты, выделенные из глубинной культуры, имеют и индексе букву «Г» (глубинный), из твердофазной – «П» (поверхностный). Далее следует цифровой индекс, который характеризует степеньконцентрирования фермента в препарате по отношению к культуральной жидкости или твердофазной культуре. Такпрепарат с индексом ГЗхдолжны иметьактивность в ед/г в 3 раза выше, чем средняя активность культуральной жидкости в ед/мл.

Наряду с препаратами, имеющими буквенно-цифровую индекса­цию, распространены препараты с тривиальными названиями, в кото­рых отражены основной вид активности, величина активности, название фирмы и т. д.

Индексом Гх обозначается неочищенная культуральная жидкость продуцента фермента. Препараты Гх используются преимущественно на месте выработки. Так, в спиртовом производстве применяют культуральную жидкость продуцентов амнлолитическпх и целлюлолитических ферментов, получаемую в ферментных цехах спиртзаводов.

В пишевых производствах препараты Гх пригодны лишь в технологических процессах, где исключено попадание препарата в готовый продукт, например, при производстве спирта, где ферментные препара­та удаляются из продукта в процессах отгонки и ректификации.

Препараты с индексом ГЗх получают путем распылительной сушки концентрированной культуральной жидкости. Концентрирование прово­дится метолом вакуум-выпаривания при температуре, не вызывающей инактивации ферментов (обычно не выше 30°С)

Препараты с индексом ГЗх являются неочищенными. Они имеют высокую степень микробной обсемененности, порядка 10¹⁰ спор или клеток в I г. Это ограничивает сферу применения. В пищевой промыш­ленности препараты ГЗх используются в тех же технологиях, что и Гх. В сельском хозяйстве препараты ГЗх широко применяются для обра­ботки кормов с целью повышения их усвояемости.

Индекс Г10х имеют препараты, полученные путем осаждения органическими растворителями из концентрированных фильтратов культуральной жидкости. Перед фильтрацией культуральную жидкость об­рабатывают минеральными или органическими коагулянтами, что по­зволяет в процессе разделения фаз освободить фильтрат от биомассы микроорганизмов, балластных белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот. Фильтрат концентрируют вакуум-выпариванием, добавляя при необходимости стабилизирующие агенты.

Препараты Г10х имеют значительно более высокую чистоту, чем Гх, Г3х. Это выражается как в активности ферментов на 1 г препарата, так и в удельной активности на 1 мг белка. Микробная обессеменность препаратов Г10х регламентируется на уровне 10⁴ – 10⁵ спор или клеток в 1 г.

Область применения препаратов Г10х охватывает различные пищевые производства, отрасли легкой и химической промышленности.

Препараты с индексом Г20х получают с применением ультрафильтрации – способа концентрирования, основанного на разделении веществ с различной молекулярной массой с помощью полупроницаемых мембран с определенным размером пор. Ультрафильтрации подвергают предварительно очищенные ферментные растворы, свободные от клеток микроорганизмов и взвешенных частиц.

Из ультраконцентратов получают жидкие и сухие формы фермент­ных препаратов. Жидкие формы стабилизируют консервантами, напри­мер, бензойной кислотой. Сухие формы получают путем распылительной сушки. Перед сушкой в концентрат вносят стабилизаторы и наполнители.

Препараты Г20х применяют при производстве пищевых продуктов и напитков, в кормопроизводстве, в составе лекарственных средств для лечения заболеваний, связанных с ферментной недостаточностью.

Препараты с индексом Пх представляют собой высушенные куль­туры грибов – продуцентов ферментов, полученные при твердофазном культивировании. Препараты Пх сохраняют полный ферментативный комплекс продуцентов. Они неочищены и имеют высокую микробную обсемененность. Применяются аналогично препаратами ГЗх.

Препараты с индексами П10х и П25х получают из свежих или вы­сушенных твердофазных культур грибов по следующей схеме: водная экстракция ферментов из культуры гриба, отделение экстракта, осажде­ние ферментов из экстракта этиловым или изопропиловым спиртом, отделение ферментного осадка, суспендирование осадка в воде, добав­ление к суспензии стабилизаторов и наполнителей, сушка суспензии распылением. Препараты П10х применяются аналогично Г10х, П25х – аналогично Г20х.

Препараты с индексом П20х получают по схеме: экстракция фер­ментов из твердофазной культуры, стерилизующая фильтрация экстракта, ультрафильтрация, стандартизация и стабилизация ультраконцентра­та сушка его распылением. Препараты применяют аналогично Г20х.

Перечисленные виды ферментных препаратов относятся к так называемым растворимым, то есть к препаратам, активная часть которых растворяется в водной среде. По окончании ферментативной обработки субстрата растворимый препарат остается в реакционной среде и вторично не используется.

Наряду с растворимыми выпускают также им­мобилизованные ферменты. Иммобилизация – это включение объекта в изолированную фазу, которая отделена от фазы свободного раствора, но способна с ней обмениваться молекулами (субстратов, эффекторов).

Иммобилизованные ферменты получают путем связывания с носи­телями растворимых ферментов или клеток микроорганизмов, обла­дающих ферментативной активностью. Наиболее распространенные способы связывания – это сорбция на носителе, ковалентное связывание и включение в структуру гелей-носителей.

Иммобилизация приближает условия функционирования фермен­тов к природным. В природе большая часть ферментов ассоциирована со структурами живых организмов или элементами окружающей среды, что важно для проявления активности ферментов и их стабильности.

Иммобилизованные ферменты имеют ряд преимуществ перед рас­творимыми при проведении процессов промышленного биокатализа. Им­мобилизованные ферменты можно изъять из реакционной среды, что по­зволяет контролировать ход ферментативной реакции и многократно ис­пользовать ферментные препараты. Каталитический процесс можно про­водить непрерывно, пропуская растворы субстратов через реакторы с им­мобилизованными ферментами. Продукты реакции не загрязняются при­месями ферментных препаратов. Иммобилизованные ферменты имеют высокую операционную стабильность, а их каталитические свойства можно модифицировать, изменяя способ связывания и вид носителя.

Применение иммобилизованных ферментов позволило решить за­дачу создания крупных промышленных биокаталитических процессов, с помощью которых производят аминокислоты, органические кислоты сахара, органические растворители, метан, антибиотики, гормональные препараты, производят очистку сточных вод и водоемов, биоконверсию органических отходов.

Дата добавления: 2015-08-06 | Просмотры: 892 | Нарушение авторских прав