3.4.2. Номенклатура выпускаемых ферментных препаратов

Выше описана только небольшая часть наиболее часто встречающихся ферментов. В настоящее время имеется большое количество предприятий, производящих очищенные ферментные препараты, которые применяются при производстве пищевых продуктов.

Выпускаемые промышленностью ферментные препараты отличаются от чистых ферментов тем, что они наряду с активным белком содержат также и различные балластные примеси, а наряду с основным ферментом – также комплекс других ферментов.

Наименование отечественного ферментного препарата складывается из сокращенного названия основного фермента, активность которого в препарате превалирует, видового названия микроорганизма-продуцента и оканчивается во всех случаях на «ин». Для препарата, полученного глубинным культивированием, после названия ставится буква «Г», при поверхностном – «П».

Условно количество фермента в стандартной глубинной или поверхностной культурах обозначаются буквой «х». При этом под «стандартной культурой» понимается готовая культура продуцента, обладающая строго определенной активностью на единицу массы.

Цифры перед буквой «х» в наименовании препарата показывает степень очистки фермента: Пх и Гх – это стандартная исходная культура продуцента без какой-либо очистки; П2х и Г2х – жидкий концентрат растворимых веществ исходной культуры, освобожденный от нерастворимой фазы, с массовой долей сухих веществ 40…50 %; П3х и Г3х – сухие ферментные препараты, полученные высушиванием из поверхностной культуры или фильтрата культуральной жидкости при глубинном культивировании; П10х и Г10х – сухие препараты, полученные осаждением ферментов из вод- ных растворов органическими растворителями или высаливанием; П15х и Г15х – препараты ферментов, очищенных различными методами; П25х и Г25х – высокоочищенные, но не кристаллические ферментные препараты, содержащие до 20…25 % балластных веществ. Например, препарат, в котором преобладает α-амилаза, полученный при культивировании бактерий Bacillus subtilius, называется амилосубтилином ГЗх. Индекс ГЗх означает, что препарат получен при глубинном способе культивирования и концентрат культуральной жидкости высушен на распылительной сушилке Зх.

3.4.3. Основные способы производства ферментных препаратов

Применение высокоочищенных препаратов от 10х до 25х в промышленных условиях ограничено из-за высокой их цены.

Существуют два способа культивирования микроорганизмов – продуцентов ферментов при производстве ферментных препаратов: поверхностный и глубинный.

Поверхностный способ, применяемый для культивирования плесневых грибов, характеризуется развитием мицелия на поверхности твердого или жидкого субстрата. На жидком субстрате образуется пленка мицелия, продуцирующего не только амилолитические ферменты, но и органические кислоты, инактивирующие их, поэтому пользуются твердыми субстратами с развитой поверхностью – пшеничными отрубями, дробиной спиртовой барды, картофельной мезгой и др.

Максимальная активность ферментов достигается при культивировании грибов на пшеничных отрубях. Зрелая культура грибов вследствие обволакивания частиц отрубей мицелием имеет вид плотной войлокообразной массы. Пшеничные отруби содержат в достаточном количестве все вещества, необходимые для питания грибов, поэтому при их использовании не требуется добавлять в питательную среду дополнительные питательные вещества.

При поверхностном культивировании пшеничные отруби должны быть увлажнены и стерилизованы. В стерильных условиях готовят посевную культуру, но выращивают грибы в нестерильных условиях в кюветах, устанавливаемых в растительных камерах. Теплота, выделяющаяся в процессе роста грибов, удаляется продуванием через растительную камеру кондиционированного воздуха.

Во время роста грибов отруби не перемешиваются, посторонние микроорганизмы не распространяются по всей массе и вызывают лишь незначительное местное инфицирование, которое, как правило, не влияет на активность ферментов. Это, однако, не исключает необходимости тщательной стерилизации среды и оборудования. Культуру на отрубях высушивают до массовой доли влаги 10…11 %. В таком виде она может храниться продолжительное время без значительной потери активности фермента.

Недостатком поверхностного способа культивирования является необходимость применения большого количества кювет, расположенных в растительных камерах, обслуживание которых трудно механизировать и, соответственно, приходится применять большое количество ручного труда.

Глубинный способ культивирования производят в герметически закрытых ферментаторах в стерильных условиях на жидкой питательной среде при энергичной аэрации. Процессы обслуживания ферментаторов поддаются механизации. Стерильность глубинной культуры микроорганизма–продуцента положительно отражается на активности ферментного препарата.

Для глубинного культивирования используют жидкие среды, содержащие примеси твердых компонентов. В комплексных средах, основанных на естественном сырье с добавлением отрубей, ростков, кукурузного жмыха, глютелина, свекловичного жома, спиртовой барды, следят за тем, чтобы не было крупных комочков, так как они затрудняют стерилизацию и могут привести к забиванию коммуникаций. Поэтому перед смешением необходимо проводить дробление твердых компонентов и грубую фильтрацию среды.

Жидкую часть питательной среды обогащают питательными солями, гидролизатами белков, аминокислотами, экстрактом кукурузы, различными углеводами. Массовая доля сухих веществ в жидких средах может колебаться от 1,5 до 16 % в зависимости от рода продуцента и принятого режима культивирования.

Посевной материал для засева производственной питательной среды может быть использован трех видов: споры, мицелий и спороносящая культура, выращенные на твердой питательной среде.

Споровый материал готовят поверхностным культивированием на твердой или жидкой питательных средах в специальных аппаратах с кюветами. В первом случае грибы сначала выращивают в пробирке на косом агаре до обильного образования спор, затем полученными спорами засевают колбы со стерильными пшеничными отрубями. Наконец, спроносящую культуру передают в специальный аппарат. По окончании спорообразования в этом аппарате отбирают споры на вибротранспортере при тщательной аспирации.

Споры фасуют в полиэтиленовые мешочки или стеклянные банки, в которых они могут сохраняться при температуре от 8 до 24 С около 1,5 лет

Во втором случае из спор, собранных в пробирке с косым агаром, готовят водную суспензию и ею засевают жидкую питательную среду, которую направляют в растительный аппарат. Из-под спороносящей пленки удаляют жидкую среду, пленку высушивают, снимают с кювет и упаковывают. Готовый споровый материал обладает высокой всхожестью, которая сохраняется свыше 3 лет.

Споры (конидии), полученные любым методом, обладают водоотталкивающей способностью и почти не смачиваются водой. Это их свойство приводит к неравномерности засева среды и, следовательно, к неодинаковой скорости роста культуры. Смачиваемость спор можно улучшить, если добавить в их водную суспензию 25…50 мг поверхностно-активного вещества. При этом всхожесть спор остается без изменения