СПОСОБ АКТИВАЦИИ ПРЕПАРАТА α-АМИЛАЗЫ Российский патент 2003 года по МПК C12N9/00 C12N9/26 

Изобретение относится к биохимии, в частности к способам активирования ферментов, и может быть использовано в пищевой промышленности и медицине.

Известны способы активации ферментов посредством прогрева их растворов [1, 2, 3, 4, 5], а также при помощи тепловой обработки в присутствии ионов металлов в качестве активирующих и стабилизирующих агентов, таких как Са²⁺, Zn²⁺, Fe³⁺, Мn²⁺, Cd²⁺ [3, 4, 6, 7, 8].

Известно активирующее и стабилизирующее воздействие на ферменты углеводов: крахмала [3, 6], отдельных сахаров, таких как глюкоза, манноза [4, 7] , мальтоза [9], лактоза [10], а также аминокислот, пептидов [11, 12].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ активации ферментных препаратов путем прогрева их водных растворов в присутствии ионов металлов (принят за прототип). Так, водные растворы препаратов грибной и бактериальной α-амилазы подвергают тепловой обработке при 40-50^oС в течение 15-30 минут в присутствии ионов Са²⁺, Zn²⁺ Fe³⁺ Mn²⁺, Cd²⁺, вследствие чего наблюдается увеличение активности препаратов на 30-50% от исходной [13].

Недостатком известных активирующих и стабилизирующих сред является небольшой прирост активности α-амилазы (на 30-50%) для различных ферментных препаратов.

Целью изобретения является существенное повышение активности препаратов α-амилазы.

Поставленная цель достигается тем, что проводят тепловую обработку отдельных ферментных препаратов в оптимальных условиях в присутствии комплексного источника активаторов, в качестве которого берется творожная пастеризованная сыворотка, содержащая 55-65 мг/100 см³ Са²⁺, 0,132-0,155 мг/100 см³ Zn²⁺, 4,0-5,0 г/100 см³ лактозы, 4,0-6,0 мг/100 см³ аминного азота.

Способ осуществляется следующим образом. Растворы препаратов α-амилазы прогревают в оптимальных для каждого препарата условиях с добавлением молочной сыворотки при соотношении препарат:сыворотка 1:200-1:1000.

Для реализации способа используется творожная пастеризованная сыворотка по ТУ 10.02.803.89, химический состав которой представлен в таблице 1. Амилолитическую активность исходных и активированных ферментных препаратов определяют колориметрическим методом [14].

За единицу активности α-амилазы (АС) принимают такое количество фермента, которое катализирует гидролиз 1 г крахмала за 1 ч.

В качестве субстрата используют 1%-ный растворимый крахмал со значением рН 4,7 для грибных препаратов (с использованием ацетатного буферного раствора) и рН 6,0 для бактериальных препаратов (с использованием фосфатного буферного раствора).

Активность α-амилазы различных объектов рассчитывают по следующим формулам:
для грибных препаратов

для бактериальных препаратов

где с - количество прогидролизованного крахмала, г;
а - содержание исследуемого препарата в реакционной среде, мг.

Пример 1. В ультратермостате активируют 0,1%-ный раствор Амилосубтилина Г10x при 40^oС в течение 30 минут и соотношении препарат:сыворотка 1:200-1: 1000. Определяют амилолитическую способность и рассчитывают прирост активности в % от исходной АС. Результаты приведены в таблице.

Пример 2. В ультратермостате активируют 0,1%-ный раствор Амилосубтилина Г3x при 40^oС в течение 20 мин и соотношении препарат:сыворотка 1:200-1:1000. Далее по примеру 1.

Пример 3. В ультратермостате активируют 0,1%-ный раствор Амилоризина П10x при 40^oС в течение 20 минут и соотношении препарат:сыворотка 1:200-1: 1000. Далее по примеру 1.

Приведенные в таблице 2 данные показывают, что использование молочной сыворотки в качестве активирующей среды позволяет значительно повысить активность α_амилазы по сравнению с известными способами термоактивации препаратов в присутствии отдельно ионов металлов. Увеличение активности ферментных препаратов позволяет уменьшить их дозировку при использовании в производстве различных продуктов.

Использование молочной сыворотки в качестве активатора ферментных препаратов наряду со снижением расхода последних позволит также частично решить проблему утилизации этого ценного вторичного продукта молочной промышленности.

ЛИТЕРАТУРА
1. Попадич И.А., Ляная А.И., Качелкина А.И., Куликова Л.С. Исследование влияния термической обработки на повышение активности амилоризина // Ферментная и спиртовая промышленность. - 1977. - 1.

2. Бачурин А. П., Траубенберг С.Е., Куликова Л.С., Барсукова И.А., Попадич И.А. Тепловая активация ферментного препарата Глюконигрина Г20х // Ферментная и спиртовая промышленность. - 1980. - 6.

3. Траубенберг С.Е., Осташенкова И.В., Чернышева Е.В. Условия тепловой активации ферментного препарата Амилоризина П10x // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. - 1984. - 12.

4. Траубенберг С. Е., Бачурин А.П., Лысюк Ф.А., Попадич И.А. Изменение активности амилолитических ферментных препаратов при тепловой обработке // Ферментная и спиртовая промышленность. - 1984. - 6.

5. Попадич И.А., Траубенберг С.Е., Тарараева И.В., Куликова Л.С. Применение тепловой обработки для повышения активности глюкоамилазы // Ферментная и спиртовая промышленность. - 1985. - 2.

6. Попадич И.А., Мирович А.И., Петрова О.Т. Термостабильность ферментного препарата Амилоризина Г10х // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. - 1974. - 1.

7. Траубенберг С.Е., Бачурин А.П., Лысюк Ф.А., Тарараева И.В. Гидролиз пшеничного крахмала под действием активированных амилолитических ферментных препаратов // Ферментная и спиртовая промышленность. - 1982. - 1.

8. Тарараева И. В. , Траубенберг С.Е., Попадич И.А. Тепловая активация амилолитических ферментов при гидролизе крахмала // Ферментная и спиртовая промышленность. - 1986. - 3.

9. Тарараева И.В. (Автореферат) Разработка способов активации ферментных препаратов для интенсификации процесса биокатализа при производстве хлеба и сахаристых крахмалопродуктов. Москва. 1987.

10. Moriyama S., Matsuno R., Kamikubo T. Influence of dielectric constants and ligand biding on thermostability of glucoamylase. // Arg. Biol.Chem, 1977, 41, 10.

11. Патент США 3654083, МКИ 4 с 07 g 7/02 с 12 k/100, 1972.

12. Патент Японии 57-35636, МКИ с 12 N 9/96, 1983.

13. Траубенберг С. Е., Осташенкова И.В., Попадич И.А. Влияние тепловой обработки на активность препаратов α-амилазы // Ферментная и спиртовая промышленность. - 1985. - 4.

14. Химико-технологический контроль пивобезалкогольного производства / Р. А. Колчева, К.А.Калунянц, Л.А.Херсонова, А.И.Садова. - М.: Агропромиздат, 1988.

15. Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности: Справочник / Н.Ю.Алексеева, В.П.Аристова, А.П.Патратий и др.; под ред. канд. техн. наук Я.И.Костина. - М.: Агропромиздат, 1986.

16. ГОСТ Р 51301-99 "Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсионно-вольтамперометрические методы определения содержания токсических элементов".

17. Дружинина Л.Н. Методы исследования молока и молочных продуктов. - М. : Пищевая промышленность, 1969.

Изобретение может быть использовано в пищевой промышленности и медицине. Способ предусматривает прогрев препарата α-амилазы в присутствии творожной пастеризованной сыворотки при соотношении препарата α-амилазы: творожная сыворотка 1:200-1:1000. Используют пастеризованную творожную сыворотку, содержащую, мг/100 см³: Са²⁺ - 55-65, Zn²⁺ - 0,132-0,155, лактоза - 4,0•10³-5•10³, аминный азот - 4,0-6,0. Способ предусматривает значительное повышение активности препарата α-амилазы. 2 табл.

Способ активации препарата α-амилазы, предусматривающий прогрев раствора препарата α-амилазы в оптимальных условиях, отличающийся тем, что прогрев раствора препарата α-амилазы проводят в присутствии творожной пастеризованной сыворотки, содержащей, мг/100 см³:
Са²⁺ - 55-65
Zn²⁺ - 0,132-0,155
Лактоза - (4-5)•10³
Аминный азот - 4,0-6,0
при соотношении препарат α-амилазы : творожная пастеризованная сыворотка 1 : 200-1 : 1000.