4 Ферментные препараты: характеристика и номенклатура
Ферментные препараты широко используются в различных отраслях промышленности. Отличаются они от чистых ферментов тем, что содержат либо один или несколько ферментов с преобладанием какого-либо одного, а также балластные вещества среды, на которой были выращены микроорганизмы – продуценты ферментов.
Для промышленного производства ферменных препаратов используют микроорганизмы, выделенные из природных источников и мутагенные штаммы (получают воздействием химических и физических факторов). Активными продуцентами ферментов являются микроскопические грибы родов Aspergillus(видовoryzae,niger,awamori,batatae,foetidus,flavusи др.),Rhisopus,Penicillium,Fusarium,Trichoderma(видviride), спороносные бактерии родовBacillus(видовsubtilis,mesentericus,brevisи др.),Clostridium
Наименование препаратаначинается с сокращенного названия основного фермента, активность которого преобладает. Затем следует измененное видовое название продуцента и окончание «ин». В наименовании препарата отражается также и способ культивирования микроорганизма-продуцента. При глубинном культивировании после названия ставится буква «Г», при поверхностном – «П».
Условно количество фермента в стандартной культуре обозначается «х». Цифра перед «х» указывает на степень очистки фермента в процессе получения данного препарата.
Например: Амилосубтилин Г10х __ферментный препарат амилолитического действия, бактериального происхождения, продуцент - бактерииBacillussubtilis, выращенные глубинным способом, степень очистки 10х, в виде порошка. Пектофоетидин П20х__высокоочищенный сухой ферментный препарат, обладающий пектолитической активностью, микроорганизм-продуцент__плесневый грибAspergillusfoetidus, культивированный поверхностным способом.
Принципиальная схема получения ферментных препаратов приведена на рис.22. Схема очистки фермента от балластных веществ сводится к освобождению его от нерастворимых, сопутствующих растворимых веществ и других ферментов. Из поверхностных культур труднее получить высокоочищенные препараты, так как они содержат много балластных веществ. Из глубинных культур получать очищенные препараты легче. Схема очистки включает различные методы (концентрирование, диализ, осаждение органическими растворителями, солями, гель-фильтрование и др.).
Выпускаемые ферментные препараты представляют собой либо жидкости, либо порошки белого, серого или желтоватого цвета с определенной стандартной активностью ферментов.
Номенклатура отечественных ферментных препаратов:
Пх и Гх — неочищеннаястандартная исходная культура продуцента.
П2х и Г2х – жидкий неочищенный концентрат растворимых веществ исходной культуры, освобожденный от нерастворимой части (П2х – концентрат с содержанием сухих веществ 50 %, Г2х – не более 40 %).
ПЗх и ГЗх __сухие ферментные препараты, полученные высушиванием путем распыления неочищенного раствора фермента (экстракта поверхностной культуры или фильтрата глубинной культуры).
Препараты с маркировкой 2х и 3х являются техническими.
П10х и Г10х __сухиеочищенныепрепараты, полученные осаждением ферментов из водных растворов органическими растворителями или методом высаливания.
П15х, Г15х __ очищенные ферментные препараты, получены различными методами очистки и фракционирования ферментов.
П20х, Г20х __высокоочищенные, но не кристаллические ферментные препараты, содержащие до 20-25 % балластных веществ, полученные методом концентрирования и очистки на ультрафильтрационных установках с последующей распылительной сушкой.
Препараты с индексом выше 20х в номенклатуре не используются, так как речь в этих случаях идет о высокоочищенных и даже гомогенных ферментных препаратах, которые именуются в классификации ферментов.
Любой ферментный препарат должен быть охарактеризован по его ферментативной активности, обычно выражаемой в стандартных единицах. Стандартная единица активности __это такое количество фермента, которое катализирует превращение одного микромоля субстрата за единицу времени (1мин.) в стандартных условиях (температура 30оС).
В бродильных производствах широко используются следующие ферментные препараты:
__ амилолитического действия (Амилоризин Пх, П3х, П10х; Амилосубтилин Г3х, Г10х, Г20х; Глюкоаваморин Пх и др.);
__ протеолитического действия (Протосубтилин Г20х, Протооризин П10х);
__ цитолитического действия (Цитороземин Пх,П10х; Целловиридин Г3х, П10х; Целлоконингин П10х и др.);
__ пектолитического действия (Пектаваморин Г3х, Пектофоетидин Г3х, Г10х, Г20х).
В производстве спирта замена солода ферментными препаратами позволяет сэкономить ценное пищевой сырье, снизить капитальные расходы на строительство солодовен, улучшить условия труда работающих, ускорить технологические процессы, увеличить выход готовой продукции.
В пивоварении применение ферментных препаратов позволяет перерабатывать повышенное количество несоложеного сырья, повысить коллоидную стойкость пива.
В производстве соков и вин препараты ферментов применяют для обработки мезги с целью повышения выхода сока, а также для осветления соков и виноматериалов.
