способ получения иммобилизованной инвертазы для гидролиза сахарозы

Формула изобретения

Способ получения иммобилизованной инвертазы для гидролиза сахарозы, включающий получение препарата инвертазы дрожжей и его последующую иммобилизацию на поверхности или в массе твердого или гелеобразного носителя, отличающийся тем, что в качестве препарата инвертазы используют изолированные стенки дрожжевых клеток, разрушенные в процессе автолиза.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам получения иммобилизованной инвертазы, и может быть использовано при производстве инвертного сахара.

Известен способ получения иммобилизованной инвертазы для гидролиза сахарозы, включающий получение очищенной инвертазы 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. C 12 H 11/00, публ. 1990 г.).

Известный способ является достаточно трудоемким процессом в связи с необходимостью осуществления сложной процедуры специальной очистки фермента, а обработка глутаровым альдегидом приводит к резкому снижению активности инвертазы.

Известен способ получения иммобилизованной инвертазы для гидролиза сахарозы, включающий получение сухих дрожжей, обладающих инвертазной активностью, и их последующую иммобилизацию включением в гель, при этом клетки дрожжей вносят в водный раствор кислого полисахарида и сшивают с ним многовалентными ионами металлов (а.с. СССР N 1666536, М.кл. C 12 N 11/00, публ. 1991 г.).

Недостатком известного способа является возможность загрязнения целевого продукта (инвертного сахара) ионами металлов, а также большим количеством балластных веществ, выходящих из иммобилизованных клеток микроорганизмов.

Целью настоящего изобретения является упрощение способа получения иммобилизованной инвертазы при сохранении ее высокой ферментативной активности и обеспечение чистоты целевого продукта.

Сущность предлагаемого способа получения иммобилизованной инвертазы заключается в том, что осуществляют автолитическую деструкцию клеток дрожжей, обладающих инвертазной активностью, получение препарата инвертазы и его последующую иммобилизацию на поверхности или в массе твердого или гелеобразного носителя, при этом в качестве препарата инвертазы используют изолированные стенки дрожжевых клеток, разрушенных в процессе автолиза.

Стенка интактной дрожжевой клетки обладает большей частью (до 80%) инвертазной активности и представляет собой прочную эластичную многослойную трехмерную перегородку, отделяющую внутреннее содержимое клетки от внешней среды и занимающую существенную долю (до 40%) в массе клетки. Остальная часть инвертазной активности содержится в цитозоле клетки. Препарат изолированных дрожжевых клеточных стенок содержит до 80% исходной активности дрожжей, не растворим в воде или в водных растворах cахаров и не загрязняет последние балластными веществами, находящимися внутри клетки. Препарат устойчив к нагреванию и экстремальным значениям pH, что расширяет возможности применения различных способов его иммобилизации.

Пример 1.

31,5 г влажных (содержащих около 75%) пекарских дрожжей выдерживают при 50^oC в течение 20 ч. Полученный автолизат центрируют при 10000 g, осадок суспензируют в 100 мл водного раствора 0,15 KCl и вновь центрифугируют при 10000 g. Суспензирование и центрифугирование осадка повторяют еще 2 раза до получения прозрачного бесцветного центрифугата. Полученные 10 г влажного осадка, состоящего преимущественно из стенок дрожжевых клеток, смешивают с 2 г сухого порошка ДЭАЭ-целлюлозы. Полученную массу суспензируют в 200 мл дистиллированной воды и центрифугируют при 6000g в течение 10 мин. Надосадочную жидкость отбрасывают, осадок суспензируют в 200 мл 75%-ного (вес/объем) сахарного сиропа (pH 4,6 при 55^oC), приготовленного из товарного сахара-песка и переносят в реактор объемом 220 мл, снабженный водяной рубашкой, мешалкой и фильтрами из полипропиленового нетканого материала. В реакторе поддерживают температуру 55^oC. В реактор подают 75%-ный сахарный сироп (pH 4,6 при 55^oC) и отбирают через фильтры продукт со скоростью 90 мл/ч при помощи двухканального перистальтического насоса. Степень инверсии составляет в первые сутки 82%. Время работы до достижения 50% исходной активности составляет 6 суток.

Пример 2.

10 г влажных стенок дрожжевых клеток смешивают с 10 г сухой микрокристаллической целлюлозы и тщательно растирают в ступке. Далее поступают как описано в примере 1. Скорость подачи сырья и отбора продукта составляет 70 мл/ч.

Степень инверсии в первые сутки составляет 80% и далее постепенно снижается. Время работы до достижения 50%-ной исходной активности составляет 16 суток.

Пример 3.

1 кг влажных стенок дрожжевых клеток смешивают с 0,5 кг бентонита. К полученной массе добавляют 500 мл 10%-ного раствора поливинилового спирта (молекулярная масса 90 - 120 тыс. дальтон) и тщательно перемешивают. Полученную пасту экструдируют в насыщенный раствор бората натрия (pH 5-6). Образующиеся нити переносят в колонку с термоизоляцией (диаметр 100 мм, высота 500 мм) и через колонку пропускают 75%-ный раствор товарного сахара-песка (pH 4,6), нагретого до температуры 55^oC, со скоростью 7 л/ч. Объем иммобилизованного фермента в колонке составляет 2,4 л. Степень инверсии в первые сутки составляет 60%, а затем постепенно уменьшается. Время работы до достижения 50% исходной активности составляет 45 суток.

Предлагаемый способ позволяет получить иммобилизованный препарат, отличающийся хорошей операционной стабильностью и активностью.

Кроме того, предлагаемый способ предполагает использование простого в получении препарата инвертазы, что упрощает и удешевляет осуществление способа.