Одержання і застосування ферментних препаратів

ПЛАН

1. З історії ензимології

2. Джерела сировини для одержання ферментів

3. Вибір, селекція продуцентів та індукція біосинтезу ферментів

4. Промислові методи культивування продуцентів ферментів

5. Одержання очищених ферментних препаратів

6. Іммобілізація і стабілізація ферментів

7. Суть ферментативного каталізу. Застосування ферментних препаратів (самостійно)

1. З історії ензимології

Ця галузь промисловості почала зароджуватися у кінці ХІХ ст. Теоретичною передумовою було те, що багато ферментів розчинні у воді, їх легко виділити з клітин і вони зберігають свої каталітичні властивості при подальшому зберіганні у вигляді сухих препаратів.

Вперше одержання препарату ферменту запропонував японський дослідник Дж. Такаміне у 1884 р., використовуючи досвід культивування пліснявих грибів Aspergillus на рисі. Він вперше застосував в Америці пшеничні висівки як поживне середовище у виробництві препарату амілаз для спиртової промисловості. Цей препарат – світло-жовтий порошок, який містить різноманітні ферменти і відомий у світі під назвою такаамілаза (такадіастаза). В економічно розвинених країнах виникнення перших заводів по виготовленню ферментних препаратів було спричинене потребою текстильної промисловості у видаленні з тканин крохмальної шліхти. Для цього застосовується амілаза мікроорганізмів, яка швидко і повністю розчиняє крохмаль, не порушуючи целюлозне волокно. В Японії для цього випускають упарений у вакуумі водний екстракт з поверхневої культури пліснявих грибів, в інших країнах концентрований екстракт солоду.

Французи у 1917 — 1919 рр. вперше здійснили заводське вирощування Bacillus subtilis для одержання амілази. Їх фірма «Рапідаза» існує і понині, випускає багато інших ферментних препаратів.

Ще у 20-х роках ХХ ст. Японія імпортувала препарати бактеріальних ферментів для текстильної промисловості, а у 50-х р. мала вже 10 фірм і зараз – найрозвиненішу ферментну промисловість у світі, 2 місце займає США.

У нашій країні (бувшому СРСР) вивчення ферментних препаратів почалось у кінці 30-х рр., дослідження зупинила війна і відновились вони лише в 1947 р. У 1951 р. запущено перший цех (Московська обл.) по поверхневому вирощуванню пліснявих грибів на пшеничних висівках, і глибинному - на фільтраті барди (відходи спиртової промисловості). Роботи по відбору більш активних штамів, селекції велись в Українському НДІ.

2. Джерела сировини для одержання ферментів

Ферменти містяться у всіх без виключення органах і тканинах рослин і тварин, але використання їх у промисловому масштабі вимагає більшої концентрації їх кількості.

Тваринні ферменти

Панкреатин — комплексний препарат, у який входять амілаза, ліпаза, протеїназа, рибонуклеаза та ін., це висушений розпилюванням водний екстракт підшлункової залози. Застосовується для обробки шкір. З цієї ж сировини виробляються очищені, кристалічні ферменти: пепсин, трипсин, хімотрипсин, ліпаза, допущені в якості лікувальних засобів.

Рибонуклеаза – виділяється з підшлункової залози, гіалуронідаза з сім’янників великої рогатої худоби, ренін — сичужний фермент з 4-го відділу шлунку телят і ягнят. Використовують в сироварінні (пепсин викликає протеоліз казеїну). Шлунки висушені подрібнюють, екстрагують 10% розчином NaCl додають ще NaCl. Виділяють осад білків, який висушують, подрібнюють і змішують з NaCl.