Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способам получения иммобилизованной β-фруктофуранозидазы, и может быть использовано при производстве инвертного сахара.
Известен способ получения иммобилизованной β-фруктофуранозидазы (инвертазы) для гидролиза сахарозы, включающий получение очищенной β-фруктофуранозидазы из содержимого клеток дрожжей, иммобилизацию ее на модифицированных кремнеземных сорбентах, при этом в процессе порционного связывания инвертазы с сорбентами осуществляют многократную обработку инвертазы глутаровым альдегидом (а.с. СССР N 1564186, М. кл. С12Н 11/00, публ. 1990 г.).
Недостатками известного способа является достаточно трудоемкий процесс в связи с необходимостью осуществления сложной процедуры специальной очистки фермента, а обработка глутаровым альдегидом приводит к резкому снижению активности β-фруктофуранозидазы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения иммобилизованной инвертазы, включающий автолитическую деструкцию клеток дрожжей, обладающих инвертазной активностью, получение препарата инвертазы и его последующую иммобилизацию на поверхности или в массе твердого или гелеобразного носителя, причем в качестве препарата инвертазы используют изолированные стенки дрожжевых клеток, разрушенных в процессе автолиза [Патент N 2158761 RU Е.М.Рязанов, Д.И.Островский, А.В.Бубнов Способ получения иммобилизованной инвертазы для гидролиза сахарозы].
Недостатком известного способа является сложность осуществления способа, возможность загрязнения целевого продукта (инвертного сахара) ионами металлов и большим количеством балластных веществ, выходящих из иммобилизованным клеток микроорганизмов.
Технической задачей настоящего изобретения является упрощение и повышение эффективности способа получения иммобилизованной β-фруктофуранозидазы при сохранении ее высокой ферментативной активности и обеспечение чистоты целевого продукта.
Техническая задача достигается тем, что способ получения иммобилизованной β-фруктофуранозидазы характеризуется тем, что оживляют чистую культуру Klyuveromyces marxianus Y-303 по методу Коха, затем засевают ее в чашки Петри с 2%-ным сусло-агаром при температуре 48-50°С, чашки переворачивают вверх дном и выдерживают в течение 2-3 суток в термостате при температуре 28-30°С, затем выросшие колонии переносят в чашку Петри с сусло-агаром для наращивания биомассы, после чего дрожжи переносят на скосы с сусло-агаром, далее проводят глубинное культивирование дрожжей Klyuveromyces marxianus Y-303 в колбах емкостью 500 см3, содержащих по 50 см3 питательной среды, в качестве которой используют пивное сусло, в течение 47,5-48,5 ч при температуре 30°С, затем выращенную биомассу дрожжей смешивают с дистиллированной водой в соотношении 1:5 и проводят автолиз при температуре 38-42°С в течение 59,5-60,5 ч, полученную после автолиза ферментсодержащую смесь осаждают этиловым спиртом при рН 5,0 или ацетоном при рН 5,5, затем проводят очистку β-фруктофуранозидазы в 3 стадии: удаляют низкомолекулярные примеси гель-фильтрацией на колонке с сефадексом G-25 (Fine, 1,4×20 см), повышают чистоту ферментного препарата ионообменной хроматографией на колонке с ДЭАЭ-целлюлозой (0,8×13 см), фракционируют на колонке с сефадексом G-150, после очистки фермента осуществляют концентрирование на мембране Amicon РМ-30 до 5 см3 и направляют на лиофильную сушку при t=-30°С, после чего осуществляют иммобилизацию β-фруктофуранозидазы на полимерном волокнистом сорбенте (анионите) марки ФИБАН® (Беларусь), причем перед процессом иммобилизации сорбент обрабатывают 5%-ной соляной кислотой, дистиллированной водой, 5%-ным раствором едкого натра и снова водой, каждая обработка длится 12 ч, промытый сорбент дополнительно обрабатывают 95%-ным этиловым спиртом и снова водой, далее готовят водный раствор β-фруктофуранозидазы с содержанием 0,018-0,098 моль/дм3 и инкубируют подготовленный сорбент.
Технический результат заключается в упрощении и повышении эффективности способа получения иммобилизованной β-фруктофуранозидазы при сохранении ее высокой ферментативной активности и обеспечении чистоты целевого продукта.
Способ получения иммобилизованной β-фруктофуранозидазы осуществляется следующим образом.
Используемые в работе дрожжи Klyuveromyces marxianus Y-303 хранят в запаянных ампулах. Оживление чистой культуры Klyuveromyces marxianus Y-303 проводят по методу Коха. Культуру дрожжей засевают в чашки Петри с 2%-ным сусло-агаром при температуре 48-50°С, чашки переворачивают вверх дном и выдерживают в течение 2-3 суток в термостате при температуре 28-30°С. Выросшие колонии переносят в чашку Петри с сусло-агаром, по истечении 2-3 суток дрожжи переносят на скосы с сусло-агаром. Далее проводят глубинное культивирование дрожжей Klyuveromyces marxianus Y-303 в колбах емкостью 500 см3 в термостате, содержащих по 50 см3 питательной среды, в качестве которой используют пивное сусло, в течение 47,5-48,5 ч при температуре 30°С. Затем выращенную биомассу дрожжей смешивают с дистиллированной водой в соотношении 1:5 и проводят автолиз при температуре 38-42°С в течение 59,5-60,5 ч. Полученную после автолиза ферментсодержащую смесь осаждают этиловым спиртом при рН 5,0 или ацетоном при рН 5,5, затем проводят очистку β-фруктофуранозидазы в 3 стадии: гель-фильтрация на колонке с сефадексом G-25 (Fine, 1,4×20 см) с целью освобождения от низкомолекулярных примесей, ионообменная хроматография на колонке с ДЭАЭ-целлюлозой (0,8×13 см) для повышения чистоты ферментного препарата, фракционирование на колонке с сефадексом G-150, после очистки фермента осуществляют концентрирование на мембране Amicon РМ-30 до 5 см3 и направляют на лиофильную сушку при t=-30°С.
Иммобилизацию β-фруктофуранозидазы проводят на полимерном волокнистом сорбенте марки ФИБАН® (Беларусь). Подготовка сорбента проводится в соответствии с ГОСТ 10896-72. Кондиционирование анионита осуществляют обработкой 5%-ной соляной кислотой, дистиллированной водой, 5%-ным раствором едкого натра и снова водой. Каждая обработка длится 12 ч. Каждый реагент берут в 2-кратном избытке по сравнению с содержанием обменных групп в обрабатываемом образце. Кондиционирование проводят на воронке с пористым фильтром. Промытый сорбент с целью очистки дополнительно обрабатывают 95%-ным этиловым спиртом и снова водой. Далее готовят водный раствор β-фруктофуранозидазы с содержанием 0,018-0,098 моль/дм3 и инкубируют подготовленный сорбент.
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1. Культивирование дрожжей Klyuveromyces marxianus Y-303 проводят в чашках Петри с 2%-ным сусло-агаром при температуре 29°С в течение 2 суток, выросшие колонии переносят на скосы с сусло-агаром, после чего проводят глубинное культивирование в колбах емкостью 500 см3 в термостате, содержащих по 50 см3 питательной среды, в качестве которой используют пивное сусло, в течение 48 ч при температуре 30°С. Затем выращенную биомассу дрожжей смешивают с дистиллированной водой в соотношении 1:5 и проводят автолиз при температуре 40°С в течение 60 ч. Полученную после автолиза ферментсодержащую смесь осаждают этиловым спиртом при рН 5,0 или ацетоном при рН 5,5, затем проводят очистку (β-фруктофуранозидазы в 3 стадии: гель-фильтрация на колонке с сефадексом G-25 (Fine, 1,4×20 см), ионообменная хроматография на колонке с ДЭАЭ-целлюлозой (0,8×13 см), фракционирование на колонке с сефадексом G-150, после очистки фермента осуществляют концентрирование на мембране Amicon РМ-30 до 5 см3 и направляют на лиофильную сушку при t=-30°С.
Готовят водный раствор, содержащий β-фруктофуранозидазу в количестве 0,098 моль/дм3. Раствор пропускают через слой ионообменного волокнистого материала марки ФИБАН® (Беларусь). Подготовка сорбента проводится в соответствии с ГОСТ 10896-72. Кондиционирование анионита осуществляют обработкой 5%-ной соляной кислотой, дистиллированной водой, 5%-ным раствором едкого натра и снова водой. Каждая обработка длится 12 ч. Промытый сорбент с целью очистки дополнительно обрабатывают 95%-ным этиловым спиртом и снова водой.
Далее смолу инкубируют с раствором β-фруктофуранозидазы. Способ осуществим. Результаты осуществления способа приведены в табл.1; результаты сравнения предлагаемого способа и способа-прототипа представлены в табл.2.
Пример 2. Готовят водный раствор, содержащий β-фруктофуранозидазу в количестве 0,044 моль/дм3. Получение ферментного препарата и подготовку ионообменного волокнистого материала марки ФИБАН® проводят по методике, описанной в примере 1. Способ осуществим. Результаты осуществления способа приведены в табл.1.
Пример 3. Готовят водный раствор, содержащий β-фруктофуранозидазу в количестве 0,018 моль/дм3. Получение ферментного препарата и подготовку ионообменного волокнистого материала марки ФИБАН® проводят по методике, описанной в примере 1. Способ осуществим. Результаты осуществления способа приведены в табл.1.
Как видно из примеров, предложенный способ получения иммобилизованной β-фруктофуранозидазы осуществим при культивировании дрожжей Klyuveromyces marxianus Y-303 при температуре 28-30°С в течение 2-3 суток, глубинном культивировании в колбах емкостью 500 см3 в термостате, содержащих по 50 см3 питательной среды, в качестве которой используют пивное сусло, в течение 47,5-48,5 ч при температуре 30°С, проведении автолиза при температуре 38-40°С в течение 59,5-60,5 ч, осаждении ферментсодержащей смеси спиртом при рН 5,0 или ацетоном при рН 5,5 и очистке β-фруктофуранозидазы в 3 стадии: гель-фильтрация на колонке с сефадексом G-25 (Fine, 1,4×20 см), ионообменная хроматография на колонке с ДЭАЭ-целлюлозой (0,8×13 см), фракционирование на колонке с сефадексом G-150. Как видно из табл.1, предложенный способ иммобилизации осуществим при содержаниях данного фермента в количествах 0,018-0,098 моль/дм3 (способ 1-3), при увеличении концентрации β-фруктофуранозидазы свыше 0,098 моль/дм3 приводит к переходу процесса иммобилизации к фильтрованию ферментного препарата ионообменным волокнистым материалом, снижение концентрации β-фруктофуранозидазы ниже 0,018 моль/дм3 приводит к невозможности определения содержания иммобилизованного фермента.
Предлагаемый способ получения иммобилизованной β-фруктофуранозидазы позволяет:
получить иммобилизованный препарат, отличающийся хорошей операционной стабильностью и активностью,
обеспечить чистоту продукта,
упростить способ иммобилизации β-фруктофуранозидазы,
снизить себестоимость осуществляемого способа.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
БИОКАТАЛИЗАТОР, СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНВЕРТНОГО СИРОПА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭТОГО БИОКАТАЛИЗАТОРА | 2008 |
|
RU2372403C1 |
Способ очистки дрожжевой гексокиназы | 1979 |
|
SU874754A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНВЕРТНОГО СИРОПА | 2009 |
|
RU2386701C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕЛОГО СТОЛОВОГО ВИНОМАТЕРИАЛА | 2015 |
|
RU2580224C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА | 2010 |
|
RU2431657C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА | 2013 |
|
RU2525623C1 |
ШТАММ ДРОЖЖЕЙ SACCHAROMYCES CEREVISIAE IMB Y-5032 ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КРАСНЫХ СТОЛОВЫХ ВИНОМАТЕРИАЛОВ | 2014 |
|
RU2529833C1 |
Способ получения биологически активных дрожжевых автолизатов | 1975 |
|
SU552953A1 |
Способ получения сорбента для очистки дрожжевой гексокиназы | 1979 |
|
SU857145A1 |
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКОЙ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МАТРИЦЫ ДЛЯ ИММОБИЛИЗАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ В БИОСЕНСОРНЫХ АНАЛИЗАТОРАХ | 2012 |
|
RU2492236C1 |
Способ включает оживление чистой культуры Klyuveromyces marxianus Y-303 по методу Коха, засев ее в чашки Петри с 2%-ным сусло-агаром при температуре 48-50°С. Чашки переворачивают вверх дном и выдерживают в течение 2-3 суток в термостате при температуре 28-30°С. Выросшие колонии переносят в чашку Петри с сусло-агаром для наращивания биомассы, затем на скосы с сусло-агаром. Проводят глубинное культивирование дрожжей в колбах емкостью 500 см3, содержащих по 50 см3 пивного сусла в течение 47,5-48,5 ч при температуре 30°С. Выращенную биомассу смешивают с дистиллированной водой в соотношении 1:5, проводят автолиз при температуре 38-42°С в течение 59,5-60,5ч. Полученную ферментсодержащую смесь осаждают этиловым спиртом при рН 5,0 или ацетоном при рН 5,5. Проводят очистку β-фруктофуранозидазы в 3 стадии: удаляют низкомолекулярные примеси гель-фильтрацией на колонке с сефадексом G-25, повышают чистоту ферментного препарата ионообменной хроматографией на колонке с ДЭАЭ-целлюлозой, фракционируют на колонке с сефадексом G-150. Осуществляют концентрирование на мембране Amicon РМ-30 до 5 см3, направляют на лиофильную сушку при t=-30°C. Осуществляют иммобилизацию β-фруктофуранозидазы на полимерном волокнистом сорбенте (анионите). Перед иммобилизацией сорбент обрабатывают 5%-ной соляной кислотой, дистиллированной водой, 5%-ным раствором едкого натра и снова водой. Каждая обработка длится 12 ч. Промытый сорбент дополнительно обрабатывают 95%-ным этиловым спиртом и снова водой. Готовят водный раствор β-фруктофуранозидазы с содержанием 0,018-0,098 моль/дм3 и инкубируют подготовленный сорбент. Способ позволяет получить иммобилизованный фермент в количестве 0,005-0,025 мг/г, обеспечить чистоту целевого продукта. 2 табл.
Способ получения иммобилизованной β-фруктофуранозидазы, характеризующийся тем, что оживляют чистую культуру Klyuveromyces marxianus Y-303 по методу Коха, затем засевают ее в чашки Петри с 2%-м сусло-агаром при температуре 48-50°С, чашки переворачивают вверх дном и выдерживают в течение 2-3 суток в термостате при температуре 28-30°С, затем выросшие колонии переносят в чашку Петри с сусло-агаром для наращивания биомассы, после чего дрожжи переносят на скосы с сусло-агаром, далее проводят глубинное культивирование дрожжей Klyuveromyces marxianus Y-303 в колбах емкостью 500 см3, содержащих по 50 см3 питательной среды, в качестве которой используют пивное сусло, в течение 47,5-48,5 ч при температуре 30°С, затем выращенную биомассу дрожжей смешивают с дистиллированной водой в соотношении 1:5 и проводят автолиз при температуре 38-42°С в течение 59,5-60,5 ч, полученную после автолиза ферментсодержащую смесь осаждают этиловым спиртом при рН 5,0 или ацетоном при рН 5,5, затем проводят очистку β-фруктофуранозидазы в 3 стадии: удаляют низкомолекулярные примеси гель-фильтрацией на колонке с сефадексом G-25, повышают чистоту ферментного препарата ионообменной хроматографией на колонке с ДЭАЭ-целлюлозой, фракционируют на колонке с сефадексом G-150, после очистки фермента осуществляют концентрирование на мембране Amicon РМ-30 до 5 см3 и направляют на лиофильную сушку при t=-30°C, после чего осуществляют иммобилизацию β-фруктофуранозидазы на полимерном волокнистом сорбенте (анионите), причем перед процессом иммобилизации сорбент обрабатывают 5%-ной соляной кислотой, дистиллированной водой, 5%-ным раствором едкого натра и снова водой, каждая обработка длится 12 ч, промытый сорбент дополнительно обрабатывают 95%-ным этиловым спиртом и снова водой, далее готовят водный раствор β-фруктофуранозидазы с содержанием 0,018-0,098 моль/дм3 и инкубируют подготовленный сорбент.
1999 |
|
RU2158761C1 | |
Способ получения иммобилизованной микробной инвертазы для гидролиза сахарозы | 1988 |
|
SU1564186A1 |
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков | 1922 |
|
SU6A1 |
Пломбировальные щипцы | 1923 |
|
SU2006A1 |
Способ гальванического снятия позолоты с серебряных изделий без заметного изменения их формы | 1923 |
|
SU12A1 |
Машина для добывания торфа и т.п. | 1922 |
|
SU22A1 |
Волокнистый слабоосновный анионит (аминокарбоксильный) | |||
Способ обработки медных солей нафтеновых кислот | 1923 |
|
SU30A1 |
Машина для добывания торфа и т.п. | 1922 |
|
SU22A1 |
Авторы
Даты
2008-06-27—Публикация
2006-11-20—Подача