Glyukoamilaza olish texnologiyasi

1.2 Природа фермента, его значение в практической деятельности человека

фермент питательный культивирование стерилизация

Основной формой запасных углеводов в семенах и клубнях растений является крахмал. Ферментативные превращения крахмала лежат в основе многих пищевых технологий [1]. Поэтому ферменты амилолитического комплекса растительного, животного и микробного происхождения интенсивно изучаются со времени их открытия Кирхгофом в 1814 г. и до настоящего времени. Одним из таких ферментов, расщепляющих крахмал, а также гликоген, является глюкоамилаза [17].

Глюкоамилаза (б-1,4-глюкан-глюкогидролаза, амилоглюкозидаза, г-амилаза, лизосомальная б-глюкозидаза, кислая мальтоза, матулаза, экзо-1,4-б-глюкозидаза) - экзо-фермент, катализирующий отщепление в-глюкозы от нередуцирующего конца амилозы и амилопектина [7]. Имеет больше количество гомологов, в том числе и глюкоамилаза trichoderma reese [16] Глюкоамилаза расщепляет б-1,4, б-1,6 и б-1,3-гликозидные связи, с наибольшей скоростью - б-1,4 (рис. 1). Вследствие этого глюкоамилаза является основным ферментом при осахаривании крахмалосодержащего сырья, а штаммы микроорганизмов, продуцирующие активную глюкоамилазу, имеют широкие перспективы применения во многих отраслях биотехнологии. Гидролиз б-1,6-гликозидны связей происходит только в том случае, если за связью б-1,6 следует связь б-1,4, поэтому декстран ими не гидролизуется. Механизм гидролиза - множественная атака, то есть последовательный гидролиз нескольких гликозидных связей в одной молекуле субстрата. Возможен и одноцепочечный механизм, когда фермент расщепляет все связи в одной молекуле. Отличительной особенностью глюкоамилаз является гидролиз предпочтительно высокомолекулярного субстрата. Низкомолекулярные олиго- и дисахариды расщепляются медленно.

Фермент имеет выраженную трансферазную способность, которая проявляется тем больше, чем выше степень гидролиза субстрата, и концентрация глюкозы в реакционной среде. В результате трансферазных реакций накапливаются такие сахара, как изомальтоза, паноза, нигероза, измальтотриоза и др. Появление этих продуктов снижает выход глюкозы. Поэтому в закрытой гидролитической системе, где глюкоза не удаляется из сферы реакции, теоретически невозможно достичь полного превращения крахмала в глюкозу под действием глюкоамилазы.

В открытой системе, при удалении глюкозы, снижается интенсивность трансферазных реакций, повышается скорость гидролиза за счёт снятия ингибирования продуктом реакции. В таких условиях можно достичь практически полного гидролиза крахмала до глюкозы с помощью одного фермента. На практике предпочитают использовать глюкоамилазу для осахаривания частично декстринизированного крахмала [5].

Синтезируется многими микроорганизмами, и образуется в животных тканях. Большинство глюкоамилаз - гликопротеины, содержание углеводов - от 5 до 35%, которые состоят из олиго-, моно- и дисахаридов. Углеводный компонент может быть либо целостным фрагментом, либо разбитым на индивидуальные соединения.

Sanoat biokatalizida Aspergillus jinsiga mansub mikroskopik zamburug'lar tomonidan ishlab chiqarilgan glyukoamilazalar qo'llaniladi: A. oryzae, A. niger, A. awamory va boshqalar, masalan, Rhizopus delamarn va Rhizopus niveus. Qo'ziqorin glyukoamilazalari molekulyar og'irligi 48 dan 112 kDa gacha bo'lgan oqsillardir. Maksimal faollik pH 4,3-5,9 va 40-70 ° S haroratda namoyon bo'ladi. Asp dan ferment. terreus 2-8 pH zonasida faoldir. Mukor zamburug'larining glyukoamilazalari kraxmalni 95-100%, penitsilli va aspergillus fermentini 88-95% gidrolizlash qobiliyatiga ega.

Shakl 1. Kraxmal molekulasidagi b-1,4-bog'ning gidrolizlanish sxemasi.

(strelkalar ferment taʼsirini koʻrsatadi) [9]