БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ
Сегодня мы знаем, что ферменты катализируют миллионы химических превращений в клетках животных, растений, микроорганизмов и воздействуют на соответствующие субстраты вне клетки. При помощи ферментов получают ряд продуктов. Ферменты используются в пищевой промышленности и во многих областях деятельности человека. Все большее распространение получают иммобилизованные ферменты.
Глоссарий
Ферменты - это высокоактивные соединения белковой природы, являющиеся специфическими катализаторами реакций.
Ферментные препараты могут представлять собой смесь ферментов или фермент одного вида, иметь различную степень очистки, могут быть добавлены в сырье или продукт, или использоваться закрепленными на носителе (иммобилизованные ферменты).
Иммобилизованные ферменты - ферменты, искусственно связанные с нерастворимым носителем и сохраняющие свои каталитические свойства.
Понятие о ферментах и ферментных препаратах. Источники ферментов. Применение ферментов
Достоинством применения ферментов перед химическими катализаторами является то, что они действуют при нормальном давлении, при диапазоне температур от 20 до 70 °C, pH от 4 до 9, в большинстве случаев имеют высокую субстратную специфичность, что позволяет в сложной смеси биополимеров направленно воздействовать на определенные соединения.
Ферменты используют в пищевой, фармакологической, биохимической промышленности и во многих других областях деятельности человека.
Ферменты находятся практически во всех живых объектах: растениях, животных и микроорганизмах. В качестве ис точника получения ферментных препаратов биотехнологическим способом используют ткани и органы растений, животных и микроорганизмы.
Производство ферментных препаратов является одним из перспективных направлений развития биотехнологии.
Получение ферментных препаратов из сырья растительного происхождения
Для получения ферментных препаратов пригодны только некоторые растения или отдельные органы растений и животных, способные накапливать значительное количество ферментов. Источники некоторых ферментов приведены в табл. 6.1.
Таблица 6.1
Источники ферментов растительного происхождения
Ферменты |
Источник, из которого получают |
Амилазы |
Ячмень |
Протеазы: Папаин Фицин бромелаин |
Дынное дерево Фиговое дерево ананас |
Кислая фосфатаза |
картофель |
пероксидаза |
Хрен |
уреаза |
Канавалия мечевидная |
Из ферментов растительного происхождения наиболее широко в пищевой промышленности используют амилазы и папаин. Источником ферментов могут быть пророщенные зерна различных злаков. Условно ферментным препаратом можно считать и ячменный солод, в котором содержится до 1 % амилаз.
Растительная протеаза - папаин - содержится в плодах дынного дерева. Только в США ежегодно расходуют около 1 т папаина для обработки (размягчения) мяса. Папаин, а также протеазы фицин и бромелаин при контакте с мясом в течение 2 ч при комнатной температуре расщепляют белки соединительной ткани - коллаген и эластин.
Из растительного сырья получают также фосфатазы, пероксидазы, уреазы, гемицеллюлазы и другие ферменты.