CC BY
40
о инги-шению
енение анения й оцен-■ельное ИЮ ры-2) сви-
п
■
.,пес
проте-анного :ия не-:рвах с тельно :хноло-
3 явля->теаз в
1КОВЫХ
х или |заимо-ысоко-
DM ИЛИ
шянии ищева-нгиби-гтству-зторые хноло-нению щии и ■анизм а положа Ба-воопу-нгиби-тикан-збытка а счет во ин-IX про-ляется
4 г на
ра, со-тора в белок <омен-
довать применение соевого ингибитора при производстве пищевой продукции.
вывод
Разработанная технологическая схема производства ингибитора из сои и отходов при ее переработке позволяет получить активный белок с высоким выходом (до 60%) и антитрипсиновой активностью. Определено влияние на выход и активность ингибитора технологических параметров: гидромодуля, времени экстракции, степени насыщения осадителя. Установлена возможность применения ингибитора из сои для замедления проте-олиза.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пат. 1598946 РФ, МКИ А 23 В4/02. Способ приготовления соленой рыбы / Т.Н. Слуцкая, Н.А. Герасимова, И.И. Миленина и др. — 1990. — Бюл. № 38.
2. Слуцкая Т.Н., Миленина Н.И., Ромашкин В.Н., Мосолов В.В. Подавление активности протенназ из внутренних органов рыб природными ингибиторами протеолитических ферментов // Прикл. биохимия и микробиология. — 1991. — 2 7. — Вып. 4. — С. 529-532.
3. Мосолов В.В. О строении активного центра трипсина и химотрипсина / / Успехи современной биологии. — 1966. — 50. — С. 227-280.
4. Мосолов В.В. Белковые ингибиторы как регуляторы процессов протеолиза. 26-е Баховские чтения. — М.: Наука, 1983. — 40 с.
5. Петров В.А., Лапардин М.Н., Осенняя Н.Б., Слуцкая Т.Н., Миленина Н.И. Обоснование применения белкового ингибитора для регулирования протеолиза соленых рыб / / Изв. вузов, Пищевая технология. — 1990. — № 5. — С. 46-48.
6. Birk Y. The Bowman — Birk inhibitor. Trypsin- and chymotrypsin-inhibitor from soybeans // J. Peptide Protein. Res. — 1985. — 25. - №2.- P. 113-131.
7. Troll W., Wiesner R. Protease inhibitors: possible anticancirogens in edible seeds // Prostate. — 1983. — № 4. — P. 345-349.
8. Doell B.H., Ebden C.J., Smith C.A. Trypsin inhibitor of
the British diet and some soya products / / Qual. Plant. Foods Human Nutr. — 1981, — 31. — № 2. —
P. 139-150.
9. A.c. 1118334 СССР. МКИ A 2341/10. Способ снижения ингибитора трипсина в семенах сои / Б.А. Егоров, В.В. Шерстобитов, А.II. Левицкий, И.К. Чайка. — 1984. — Бюл. № 38.
Лаборатория технологии посола и копчения рыбы
Поступала 14.11.94
664.681 Л5.002.3
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ БИОСИНТЕЗА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Р-ФРУКТОФУРАНОЗИДАЗЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПЕЧЕНЬЯ
Е.Ю. УХИНА, Н.А. ЖЕРЕБЦОВ, Н.М. ДЕРКАНОСОВА
Воронежская государственная технологическая академия
Среди гидролитических ферментов, нашедших применение в пищевой промышленности, большое значение имеет/3-фруктофуранозидаза (3.2.1.26), разрывающая связь, находящуюся у /3-гликозидно-го углеродного атома остатка фруктозы в молекуле сахарозы. Поскольку синтез фермента микроскопическими грибами изучен недостаточно, то важное значение приобретают исследование выбора высокоактивного продуцента фермента, изучение его синтеза и механизма действия на субстрат. Кроме того, использование /?-фруктофуранозидазы для получения инвертного сахара может способствовать производству продуктов с более выраженным вкусом и ароматом, интенсивно окрашенной коркой, лучшей пористостью.
В настоящей работе приведены данные по оптимизации процесса биосинтеза /?-фруктофуранози-дазы микромицета Aspergillus niger-2259, выбранного в результате .скриннинга большого числа штаммов, а также обоснован один из вариантов ее использования в производстве пищевых продуктов.
Продуцент выращивали поверхностным способом, который несмотря на ряд недостатков, прежде всего связанных с трудоемкостью, ограниченностью использования механизации и автоматизации производственных процессов, находит широкое применение и имеет определенную перспективу. Главным его достоинством является высокий выход целевых продуктов [1].
Наиболее подходящей средой для твердофазного культивирования микромицетов являются пшеничные отруби. В них находятся в определенных соотношениях соли фосфора, магния, кальция,
оказывающие благотворное влияние на быстрый рост и биосинтез конечного продукта.
Посев осуществляли суспензией конидий 6-7-суточной культуры, выращенной на сусло-агаре, в количестве не менее 6 млн конидий на 1 г среды.
Активность Д-фруктофуранозидазы определяли в 5%-й вытяжке сухой поверхностной культуры гриба. За единицу активности принимали 1 мкмоль сахарозы, инвертированной /?-фруктофуранозида-зой в 1 см 5%-го раствора сахарозы за 30 мин при 30”С и pH 4,7.
На рис 1-3 приведены зависимости изменения активности фермента в поверхностной культуре (у, ед/г) соответственно от температуры выращивания {хи °С), продолжительности культивирования (х2, ч), влажности среды (х3, %), крахмалистости отрубей (х4, %). Эксперименты проводили
Рис. 1
+ 2,17*^*3 +
118,19*,*,, - 96,58*,*4
Рис. 2
А, ед/г
Рис. 3
при определенном ранее оптимальном значении pH среды 5,6 и содержании солодовых ростков 5%.
Анализ полученных данных свидетельствует, что оптимальной для выращивания микромицета А. я^ег-2259 является температура 30”С (кривая 3). Ее повышение до 34 (кривая 4) и снижение до 26 и 28°С (кривые 1 и 2) приводят к уменьшению накопления фермента.
Недостаточное количество влаги в среде и подсыхание в процессе роста может затормаживать накопление фермента, наоборот, избыток влаги нарушает аэрацию растущего гриба, что приводит к угнетанию его роста и развитию инфекции. Оптимальная влажность для биосинтеза /?-фрукто-фуранозидазы А. /7.г§ег-2259 лежит в пределах ■ 64-66%.
Изучение динамики образования фермента показало, что рост микроорганизма характеризуется лаг-фазой продолжительностью около 12 ч, за ней следует фаза экспоненциального роста, в которой интенсивно потребляются питательные вещества. Максимальное значение инвертазной активности наблюдается к 48 ч, после чего активность снижается.
В результате обработки экспериментальных данных на ЭВМ методом множественной корреляции получено уравнение регрессии, адекватно описывающее Исследуемый процесс:
У,
338,96л:. - 2473,76*,
+ 5635,57*, + 0,43*,*
145.,51*.
12
+ 75,59х,*3 - 140,74*,*,
+
+
33 92^ _
(133*22 - 2,38*\ -"13,68**, ' ' (о
Поиск оптимальных значений параметров проводился градиентным методом [2] путем дифференцирования соотношения (1) по *1, *2, *3, *4 и приравнивания уравнений к нулю. В результате решения полученной системы уравнении были выявлены следующие оптимальные значения факторов: *1 = 31,77 °С; *2 - 48,02 ч ; *3 = 64,98%; *4 = 23,89%. При таких значениях параметров активность фермента в поверхностной культуре у = 2282,13 ед/г.
Для проверки правильности найденных оптимальных значений параметров был поставлен ряд параллельных экспериментов. Все полученные результаты лежали внутри рассчитанного доверительного интервала параметра оптимизации. Средняя квадратичная ошибка не превышала 1,5%.
Спиртоосажденный препарат /?-фруктофурано-зидазы с активностью 22 ед/мг белка использовали для получения инвертного сиропа.
Выбор оптимальных параметров процесса был основан на результатах серии экспериментов по изучению динамики гидролиза сахарозы. Исследовали накопление редуцирующих сахаров (У, %) в зависимости от дозировки фермента (л,), изменявшейся в интервале 2~30 ед/г, температуры (*2), кислотности (X)), продолжительности процесса (*4) и концентрации субстрата (X*), составлявших соответственно 50-70 С; 3,9—6,0; 0-420 мин и 50-70%. Полученные экспериментальные сведения были описаны уравнением
У = 5,128*,+ 9,477*2 + 308,451* + 63,489**-
- 42,681*5 + 0,067**2 - 0,088**з - 0.088*,*4 -
- 0,038**5 - 2,366*2*з - 0,208*2*4+0,401*Д-
- 4,869**; + 2,577*,*5 - 0,303*4*5 - 6,\01Х21 -
- 0,170Д - 27,456*^ - 0.386*2* - 0,061*25.
При оптимизации процесса градиентным методом 12] обоснованы следующие значения параметров: дозировка /?-фруктофуранозидазы 9,66 ед/г, температура 64,2°С, активная кислотность среды 4,82, продолжительность процесса 8,9 ч, концентрация субстрата 62,3%. При этом степень гидролиза сахарозы близка к 100%. Аналогичное накопление. редуцирующих сахаров может быть достигнуто при увеличении, дозировки фермента до 25 ед/г и сокращении продолжительности до 150— 180 мин.
Инвертный сироп, полученный предложенным способом, прошел апробацию в процессе производства сахарного печенья. Изделия имели высокую органолептическую оценку — золотисто-желтую окраску, приятный вкус и аромат. Намокаемость печенья ’’Василек” составляла 162%, щелочность 1,2 град, массовая доля влаги, жира и сахара соответствовала требованиям ГОСТ 24901-89.
Таким образом, определены оптимальные параметры процесса биосинте_за /3-фруктофуранозидазы микромицета А. п1цег-2259 и показана перспективность ее реального использования для получения инвертного сиропа в производстве пищевых продуктов.
ЛИТЕРАТУРА;
1. Панкратов А.Я., Антипова Л.В., Шуваева Г.П., Сванидзе С.К. Биосинтез ферментов трибами рода Ризопус. — Воронеж, 1993. — 184 с.
2. Бояринов А.И. и др. Методы оптимизации в химической технологии. — М.: Химия, 1975. — 576 с.
Кафедра биохимии и микробиологии Кафедра технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств
Поступила 24.07.95
