Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Химия arrow Технология полимеров медико-биологического назначения. Полимеры природного происхождения

8.3.5. Биотехнологическое выделение пектина

с использованием ферментативных систем с ультрафильтрационным отделением продукта

8.3.5.1. Обоснование использования метода

В последнее время в переработке пектинсодержащего растительного сырья предложено применять два новых технических приема — использование биокатализаторов гидролиза вместо азотной кислоты и замена вакуум-выпарки на ультрафильтрацию при концентрировании раствора. Главными целями этих изменений являются: сокращение единиц производственного оборудования, снижение требований пожа- ро- и взрывобезопасности, повышение выхода продукта и смягчение экологических проблем.

Каждое из этих технических нововведений оказывает заметное влияние на другие стадии процесса, как на последующие, так и на предыдущие. В результате технологическая схема производства кардинально меняется, что позволяет достичь поставленных целей.

8.3.5.2. Использование биокатализаторов

Замена минеральной кислоты на ферменты основана на специфичности действия последних. Это позволяет обеспечить большую глубину гидролиза пектинсодержащих компонентов сырья, которая влечет за собой повышение выхода продукта из единицы массы сырья.

Специфичность действия ферментов к тому же минимизирует деструкцию непектиновых компонентов сырья, тем самым облегчая диффузионный выход образующегося пектина за пределы границ сырьевой частички и к упрощению разделения отработанной сырьевой массы и жидкой фазы реакционной смеси. Другими преимуществами ферментативного гидролиза являются незначительная концентрация биокатализатора и более мягкие условия процесса — его проводят при pH и температуре оптимальных для данного фермента, что значительно упрощает аппаратурное оформление производства и снижает энергозатраты по сравнению с кислотным гидролизом.

Таким образом, использование ферментных препаратов позволяет реализовать два процесса: 1) сохранение полисахаридов, сопровождающих пектины, 2) частичный гидролиз исходного разветвленного протопектина с образованием продукта (пектина со средней молекулярной массой).

Можно упомянуть несколько ферментов, с помощью которых происходит гидролиз пектинов. Пектинэстераза гидролизует сложноэфирные группы в молекуле пектина, расщепляя метоксильные группы с образованием метилового спирта и полигалактуроновой кислоты. Оптимальные условия: pH 3,5-4,2; t = 40 °С.

Полигалактуроназа катализирует гидролиз галактуронидов различной степени этерификации по гликозидным связям. Это приводит к снижению молекулярной массы продукта. Оптимальные условия: pH 3,5-5,0; « = 52 °С.

Пектинлиазы расщепляют водонерастворимые формы пектина, переводя их в растворимый пектин.

Ферменты карбогидразного действия разрушают полисахариды, связанные с пектинами в нативном состоянии (целлюлозу, ксиланы, глюканы и другие гемицеллюлозы). При этом карбогидразный гидролиз осуществляется по простым эфирным группам между сахаридными циклами. Аналогично протекает расщепление связей между пектиновыми веществами и гемицеллюлозой. Существенно, что ферменты карбогидразной группы не взаимодействуют с полигалактуроновой кислотой.

Продуцентами ферментов, необходимых для промышленного производства пектина, являются различные микроорганизмы.

На практике для отщепления пектина от сопровождающих полисахаридов и для частичного гидролиза пектина с уменьшением его молекулярной массы используют мультиэнзимную композицию (МЭК) — систему из нескольких ферментов. МЭК для наработки пектина должна обладать пектинлиазной и карбогидразной каталитическими активностями, но не проявлять пектинэстеразную и эндополигалактуроназную активность.

Перспективными для составления МЭК представляются пектин- лиаза Bacillus macerans и карбогидразы. Примеры таких композиций:

  • • пектинлиаза В.macerans и карбогидраза Trihoderma reesei;
  • • пектинлиаза В.macerans и карбогидраза Bacillus subtilis.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы