Введение к работе
Актуальность работы. Ферментные препараты находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Они уникальны по своей структуре и функции, их использование позволяет получить целевые продукты высокого качества и с большим выходом.
В исследовании ферментов наиболее актуальными являются вопросы их биосинтеза; изучение физико-химических свойств; механизма катализа; изыскание путей их рационального использования в технологии пищевых продуктов. Среди гидролитических ферментов особое внимание заслуживает р-фруктофуранозидаза.
р-фруктофуранозидаза (К. Ф. 3.2.1.26) широко распространена в высших растениях и микроорганизмах. Она осуществляет гидролиз сахарозы, разрывая связь, находящуюся у р-углеродного атома остатка фруктозы. Образовавшийся при гидролизе инвертный сироп (смесь эквимолекулярных количеств глюкозы и фруктозы) находит широкое применение в производстве кондитерских изделий. Биотехнология ферментного препарата связана с подбором активных продуцентов р-фруктофуранозидазы. В решении данного вопроса перспективными являются микром ицсты рода Aspergillus, обладающие способностью к интенсивному биосинтезу этого фермента.
Настоящая работа выполнялась в соответствии с тематикой научных исследований кафедры биохимии и микробиологии Воронежской государственной технологической академии по проблеме " Изыскание оптимальных условий микробного синтеза ферментов и исследование их физико-химических свойств ". Данная проблема включена в координационный план РАН по программе " Микробиологический синтез и научные основы микробиологического получения практически ценных веществ ".
Цель и задачи исследования. Целью работы являлось выделение высокоспецифичного продуцента р-фруктофуранозидазы, получение активного препарата для гидролиза сахаросодержащего сьірья, исследование его некоторых физико-химических свойств и механизма катализа.
Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих основных задач:
отбор активного продуцента Р-фруктофуранозидазы, исследование условий ее биосинтеза и рационального режима культивирования продуцента;
разработка эффективного метода выделения и очистки (5-фруктофуранозидазь из поверхностной культуры ггродуцента;
исследование некоторых физико-химических свойств фермента;
идентификация функциональных групп фермента и исследование меха низма их каталитического действия на сахарозу;
сопоставление рациональных режимов ферментативного и кислотногс гидролиза сахарозы;
использование препарата р-фруктофуранозидазы в производстве некото рых пищевых продуктов.
Научная новизна. Огобран микромицет Aspergillus niger BKMF- 2259, осу ществляющий активный биосинтез Р-фруктофуранозидазы. Подобраны рацио нальные режимы биосинтеза и состав питательной среды для твердофазноп культивирования микромицета. Разработан способ получения препарат Р-фруктофуранозидазы и предложена схема его очистки. Найдены, оптимальны! рН н температура действия фермента. Исследован процесс термической и кислот ной инактивации р-фруктофуранозидазы. На основе экспериментальных данпы: сделано сопоставление режимов кислотного и ферментативного гидролиза сахаро зы. Показана целесообразность применения полученного ферментного препарата; производстве некоторых кондитерских изделий.
Практическая значимость работы. Штамм A. niger- 2259 рекомендуете: для ферментной промышленности в качестве продукта Р-фруктофуранозидазы.
Препарат р-фруктофуранозидазы апробирован при производстве муч ных кондитерских изделий в АООТ" Хлебозавод N 1" г. Воронежа Проведены также исследования по применению препарата в производств! диетических овощных добавок и комплексных улучшителей.
Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссерта ции докладывались на республиканских и лгеждународных конференциях и сим позиумах. Они были представлены на Международной конференциі "Прогрессивные технологии и техника пищевой промышлснности"(г. Краснодар 1994), на lV-ом Международном симпозиуме " Экология человека; пищевые тех нологии и продукты " (Видное, 1995), Международной конференции "Научно технический прогресс в пищевой промышленности" (г. Могилев, 1995; Межрегиональной конференции "Пищевая промышленность - 2000" (г. Казані
1996), Всероссийской конференции "Современное достижение биотехнологии" (г. Ставрополь, 1996), на научных конференциях ВГТА за 1994-1997 г. г.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 13 публикациях.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 171 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов и их обсуждений, заключения, выводов, списка литературы из 144 наименований и приложений. Иллюстрационный материал включает 35 рисунков, 21 таблицу.