Глюкоамилаза – фермент широкого применения Выполнила студентка гр. Т-175 Чернышева Елена Природа фермента. Основной формой запасных углеводов является крахмал. Ферментативные превращения крахмала лежат в основе многих пищевых технологий. Поэтому ферменты амилолитического комплекса интенсивно изучаются. Одним из таких ферментов, расщепляющих крахмал, а также гликоген, является глюкоамилаза. Глюкоамилаза (α-1,4-глюкан-глюкогидролаза, амилоглюкозидаза, γ-амилаза, кислая мальтоза, матулаза) – экзо-фермент, катализирующий отщепление β-глюкозы от нередуцирующего конца амилозы и амилопектина. Глюкоамилаза расщепляет α-1,4, α-1,6 и α-1,3-гликозидные связи, с наибольшей скоростью – α-1,4. Вследствие этого глюкоамилаза является основным ферментом при осахаривании крахмалосодержащего сырья. +H2O Гидролиз крахмала Применение. Глюкоамилаза (Glucoamylase) является ферментом широкого применения и эффективно используется в технологических процесса различных отраслей: производство спирта, синтетических моющих средств, хлебобулочных изделий, целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности. Основные преимущества фермента ✓ Ускоряет осахаривание крахмалосодержащего сырья. ✓ Улучшает качественные характеристики готовых изделий. ✓ Увеличивает выход готового продукта. Особенности применения ✓ Дозировка зависит от сырья, которое перерабатывается и технологического процесса. ✓ Температурный оптимум работы препарата: 55 - 65 °С. ✓ Оптимум действия рН 4,0 - 6,0. Получение. В мировой практике одними из основных продуцентов глюкоамилазы являются штаммы грибов рода Aspergillus - Asp. niger, Asp. oryzae, Asp. usamii, Asp. awamori, Asp. batatae В качестве питательной среды для посевного аппарата рекомендуется следующий состав, % : кукурузная мука - 5.0 , кукурузный экстракт - 1.0, вода – остальное, рН - 4.85.0 Подготовка посевного материала 1. Берется пробирка с исходной культурой на агаризованной питательной среде; 2. Совершается пересев водной суспензии культуры в колбы с жидкой питательной средой, содержащей 5% кукурузной муки и 0,5% дрожжевого автолизата, культивирование на качалке в течение 48 ч; Aspergillus oryzae 3. Затем пересев культуры в сосуды вместимостью 6л (величина засева 10-12% к объёму питательной среды), культивирование 48 часов; 4. Пересев культуры в инокулятор на кукурузное сусло концентрацией 6%, культивирование в течение 48 ч при температуре 27°С, перемешивании мешалкой и подачей воздуха 16 м³/ч; 5. Пересев культуры в производственный ферментатор Aspergillus niger (величина засева 3 – 5% к объёму питательной среды). Получение. Глубинный способ культивирования продуцентов ферментов 1 – смеситель питательной среды; 2 – колонна для непрерывной стерилизации потока питательной среды острым паром; 3 - теплообменник – выдерживатель; 4 – теплообменник для охлаждения потока питательной среды; 5 – инокуляторы (посевные аппараты); 6 – индивидуальный фильтр для очистки воздуха, подаваемого в инокулятор; 7 – реактор – ферментер; 8,9 – насосы; 10 – масляный фильтр для предварительной очистки воздуха; 11 – компрессор; 12- головной фильтр для очистки воздуха Получение. Состав производственной питательной среды, кг/м³ : кукурузная мука – 300, ячменный солод для разжижения мучного замеса - 1.5, ячменный солод для осахаривания - 7.5, гидрофосфат аммония - 4.5, пропинол Б-400 - 0.58, рН - 3.0-4.8 Производственная ферментация. Процесс ферментации осуществляется при следующих параметрах: 1) температура среды 35 °С, поддерживается в ферментаторе путем подачи теплой воды в рубашку 2) расход воздуха на аэрацию 50м³/(м³*ч), постоянное перемешивание турбинной мешалкой с числом оборотов 200-220 об/мин 3) давление в ферментаторе в процессе роста поддерживается 0.05-0.07 МПа 4) продолжительность ферментации 5-6 суток 5) пробоотборник и нижний спускной вентиль с момента загрузки среды и в процессе ферментации находятся под паровой защитой 6) готовая культура центробежным насосом перекачивается в сборник , где хранится в охлажденном виде 12-15 °С, без потери активности до 200 часов. Концентрирование упариванием под вакуумом, ультрацентрифугированием. В готовой культуре перед сдачей, например, в спиртовое производство определяется общее содержание углеводов, рН, процент сухих веществ, амилолитическая активность. Исходным материалом для получения очищенных ферментных препаратов может служить фильтрат культуральной жидкости, реже – биомасса продуцента или водный экстракт из поверхностной культуры продуцента. Ферментные препараты могут быть получены в виде порошков или жидких концентратов. В процессе выделения происходит повышение доли активного белка в общей массе препарата, т. е. увеличивается его удельная активность. Схема очистки фермента от балластных веществ сводится к освобождению его от нерастворимых веществ, сопутствующих растворимых веществ и других ферментов. Принципиальную схему выделения и очистки ферментов из глубинных и поверхностных культур микроорганизмов можно представить в виде следующей схемы: Очистка и концентрирование Спасибо за внимание!
