Общие принципы оптимизации получения ферментных препаратов.

На первом этапе изучают динамику роста культуры и биосинтеза ферментов, что позволяет установить связь синтеза фермента с ростом культуры, определить параметры роста и дать количественную характеристику процесса.

На втором этапе необходимо определить лимитирующий фактор, который оказывает решающее влияние на образование фермента.

Третий этап оптимизации связан с подбором среды, обеспечивающей хороший рост культуры и не содержащей компонентов, подавляющих синтез ферментов.

Четвертый этап – это подбор способа культивирования, наиболее благоприятного для синтеза данного фермента.

На пятом этапе необходимо определить и уменьшить непроизводительные расходы субстрата и энергии, которые расходуются на иные процессы, чем синтез клеточной массы и целевого продукта.

Иммобилизация ферментов. Широкое технологическое применение ферментов в различных отраслях промышленности сдерживается рядом причин:

− трудоемкостью отделения ферментов от исходных реагентов и продуктов реакции после завершения процессов, в результате чего ферменты, как правило, используют однократно;

− лабильностью ферментов при хранении и под действием различных факторов (главным образом тепловых);

− высокой стоимостью высокоочищенных препаратов.

Для устранения этих недостатков производят иммобилизацию ферментов, т.е. их прикрепляют к водонерастворимой основе или заключают в полунепроницаемую мембрану. Фермент прикрепляют к основе за счет химической связи или путем механического включения фермента в органический или неорганический гель.

Основные методы получения иммобилизованных ферментов:

− ковалентное присоединение молекул ферментов к водонерастворимому носителю;

− захват фермента в сетку геля или полимера;

− ковалентная сшивка молекул ферментов друг с другом или с инертными белками;

− адсорбция ферментов на водонерастворимых носителях;

− микрокапсулирование.

В результате иммобилизации ферменты приобретают свойства гетерогенных катализаторов, что позволит легко отделить их от субстрата и продуктов реализации и исключить загрязнение пищевого продукта ферментом. Кроме того, появляется возможность перевода многих ферментативных процессов на непрерывный режим. В целом, большинство иммобилизованных ферментов оказались более устойчивыми к влиянию внешних факторов, чем растворимые ферменты.

Контрольные вопросы:

1. Что используют в качестве продуцентов ферментов?

2. В чем сущность глубинного и поверхностного способов культивирования микроорганизмов?

3. Из чего складывается название ферментного препарата?

4. Для чего проводят иммобилизацию ферментов?