Иммобилизация клеток мицелиального гриба – продуцента пектолитических ферментов

Авторы

  • M. A. Dzhakasheva Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова, г. Шымкент, Казахстан
  • B. Sh. Kedelbayev Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова, г. Шымкент, Казахстан
  • A. M. Esimova Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова, г. Шымкент, Казахстан

Ключевые слова:

Иммобилизованные клетки, мицелиальный гриб, биокатализатор, пектолитические ферменты, криогель поливинилового спирта.

Аннотация

Одним из наиболее эффективных подходов к получению и стабилизации ферментов, а также повышению их экономической привлекательности является иммобилизация с использованием нерастворимых носителей. Такие системы позволяют создавать высокие концентрации клеток в объеме реактора, что увеличивает продуктивность процесса и скорость накопления внеклеточных пектиназ в среде культивирования, а также обладают возможностью технически несложного отделения от реагентов, что позволяет применять их многократно и получать незагрязнённый ферментом продукт. Для получения высокопродуктивного иммобилизованного биокатализатора на основе клеток мицелиального гриба Aspergillus awamori 56-2-53-85-375, способного в иммобилизованном состоянии секретировать внеклеточные пектиназы в течение длительного времени культивирования, технологически проработан и апробирован  метод иммобилизации клеток в криогель поливинилового спирта. Данный носитель представляет собой макропористый вязкоупругий гелевый материал, полученный в результате криогенной обработки, т.е. после замораживания - выдерживания в замороженном состоянии - оттаивания  водных растворов данного полимера. Приготовленный таким образом высокоактивный иммобилизованный биокатализатор на основе криогеля поливинилового спирта характеризуется длительным и стабильным биосинтезом комплекса пектолитических ферментов без нарушения технологического режима. Уровень суммарно накапливающейся пектолитической активности разработанного иммобилизованного биокатализатора превышал в 3,5 раза уровень штамма A. awamori 56-2-53-85-375, полученного в результате многоступенчатой селекции, используемого без иммобилизации. Таким образом, полученные пектолитические ферменты можно не подвергать очистке и активации, а в нативном виде использовать в виноделии.

Библиографические ссылки

Литература

1. Донцов А.Г., Шубаков А.А. Пектинолитические ферменты: очистка, активация, микробиологический синтез. - Екатеринбург: УрО РАН, 2010, - 163 с.
2. Донцов А.Г., Попейко О.В., Артеева А.В. Получение пектинолитического ферментного препарата для структурно-химических исследований полисахаридов: Материалы всероссийского семинара. – Барнаул, 2002. - С. 162-165
3. Солдатова Л.С. Бабич О.О. Повышение каталитической активности и стабильности химотрипсина за счет ковалентной иммобилизации на магнитных наночастицах Fe3O4 // Техника и технология пищевых производств. 2010, - №1 (16), -С. 512-519.
4. Шаскольский Б.Л. Композитные иммобилизованные биокатализаторы с частицами ферментных препаратов, включенных в матрицу криогеля поливинилового спирта. – Москва: автореф. на соис. уч.ст. конд. хим. наук, 2009. - 22 с.
5. Ефременко Е.Н., Сенько О.В., Спиричева О.В., Варфоломеев С.Д., Шаскольский Б.Л., Лозинский В.И. Иммобилизованный биокатализатор для микробиологического получения пектиназ: Патент №2383618, Россия, МПК 2008127557/13. Заяв. 09.07.2008. Опубл. 10.03.2010.
6. Лозинский В.И.; Зубов А.Л. Устройство для формирования гранул: Патент № 2104866, Россия, МПК B29B9/10, B01J2/02. Заяв. 02.09.1996. Опубл. 20.02.1998.
7. Dzhakasheva M.A., KedelbayevB.S. Getting the active strain of Aspergillus awamori – pectinase produser. International journal of applied and fundamental research. 2014; 11(4): 593-597.
8. Lowry O.H., Roserbrough N.J., Fan A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent . J. Biol. Chem. 1951. V. 193: 265-275.

References

1. Doncov A.G., Shubakov A.A. (2010) Pectolytic enzymes: cleaning, activating, microbiological synthesis. [Pectinoliticheskiye fermenty: ochistka, aktivaciya, microbiologichesky sintez.] Ekaterinburg. UrORAN: 163. (In Russian)
2. Doncov A.G., Popeiko O.V., Arteyeva A.V. (2002) Getting pectinolytic enzyme preparation for structural and chemical studies of polysaccharides: Proceedings of the seminar. [Polucheniye pectinoliticheskogo fermentnogo preparata dlya structurno-himicheskih issledovany polisaharidov: materialy vserossyskogo seminara.] Barnaul: 162-165. (In Russian)
3. Soldatova L.S. Babich O.O. (2010) Increased catalytic activity and stability of chymotrypsin by covalent immobilization on magnetic nanoparticles Fe3O4. Engineering and technology of food production.[Povysheniye kataliticheskoy aktivnosti I stabilnosti himotripsina za schet kovalentnoy immobilizacii na magnitnyh nanochasticah Fe3O4. Tehnika I tehnologiya pichshevyh proizvodstv.] №1 (16):512-519. (In Russian)
4. Shaskolsky B.L. (2009) Composite particles with immobilized biocatalysts enzyme preparations in cryogel matrix of polyvinyl alcohol.[Kompozitnie immobilizovannie biokatalizatory s chasticami fermentnyh preparatov, vkluchennyh v matricu kriogelya polivinilovogo spirta] Moscow: Avtoref. soisk. kond. ch.science, : 22. (In Russian)
5. Efremenko E.N., Senko O.V., Spiricheva O.V., Varfolomeev S.D., Shaskolsky B.L. Lozinsky V.I. Immobilized biocatalyst for producing microbial pectinases. [Immobolizovanny biokatalizator dlya microbiologicheskogo polucheniya pectinaz] Patent №2383618, Russia, IPC 2008127557/13. Claim. 09.07.2008. Publ. 10.03.2010. (In Russian)
6. Lozinsky V.I. Zubov A.L. An apparatus for forming granules. [Ustroystvo dlya formirovaniya granul] Patent number 2104866, Russia, IPC B29B9 / 10, B01J2 / 02. Claim. 02.09.1996. Publ. 20.02.1998. (In Russian)
7. Dzhakasheva M.A., KedelbayevB.S. Getting the active strain of Aspergillus awamori – pectinase produser. International journal of applied and fundamental research. 2014; 11(4): 593-597.
8. Lowry O.H., Roserbrough N.J., Fan A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent . J. Biol. Chem. 1951. V. 193: 265-275.

Загрузки