Способ получения пектолитического ферментного препарата

 

Изобретение относится к биотехнологии и касается способа получения пектолитического ферментного препарата, находящего применение при извлечении сока из фруктовых и овощных кашиц и при очистке фруктовых и овощных соков. Цель изобретения - повышение активности целевого продукта и его термостойкости. Способ получения пектолитического препарата заключается в использовании мутантного штамма ASPERGILLUS NIGER - 8МХ-41, зарегистрированного в ДИКЛС под N8, для культивирования в ферментационной питательной среде, после чего из ферментационной жидкости его концентрируют и сушат при температуре 30-38°С. Преимущества способа заключаются в более высокой термостабильности препарата (50°С оптимум действия), трехкратно более высокой биосинтетической активности по отношению к полигалактуроназе и пятикратно более высоком биосинтезе пектиноэстеразы, что отражается положительно на экономической эффективности производственного процесса, и высокой очищающей активности препарата, определяющей его небольшой расход и сокращенное время депектинизации.

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 5 С 12 N 9/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (89) ВС 41742 (48) 13.03.85 (21) 7773927/30-13 (22) 08 ° 08,85 (31) 65401 (32) 08 ° 05.84 (33) B(: (46) 30. 10. 90. Бюл. Р 40 (71) Исследовательский институт по

° биотехнологии (ВС) (72) Семеон Григориевич Чага, Цветана, Семкова Достинова и Десимира Колева Карачомакова (BG), (53) 577.15(088.8) (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕКТОЛИТИЧЕСКОГО ФЕРМЕНТНОГО ПРЕПАРАТА (57) Изобретение относится к- биотехнологии и касается способа получения пектолитического ферментного препарата, находящего применение при извлечении сока из фруктовых и овощных кашиц и при очистке фруктовых и овощных соков. Цель изобретения — повышение !

Изобретение относится к биотехнологии и касается способа получения пектолитического ферментного препарата с мутантной линией Aspergillus niger, находящего применение при извлечении сока из фруктовых и овощных кашиц и при осветлении фруктовых и овощных соков.

Известен способ производства пектолитического препарата посредством глубинного культивирования штамма вида Азрегдi11из п ger Van Tieghem

8М-68 ДИКЛС на водной питательной среде, содержащей сухой свекловичный активности целевого продукта и его термостойкости. Способ получения пектолитического препарата заключается в использовании мутантного штамма Aspergillus niger-8MX-41, зарегистрированного в ДИКЛС под N - 8, для культивирования в ферментационной питательной среде, после чего из ферментацнонной жидкости его концентрируют и сушат при 30-38 С. Преимущества способа заключаются в более высокой термостао . бильности препарата (50 С оптимум действия), трехкратно более высокой биосинтетической активности по отношению к полигалактуроназе и пятикратно более высоком биосинтезе пектиноэстеразы, что отражается положительно на экономической эффективности производ= ственного процесса, и высокой очищающей активности препарата, определяющей его небольшой расход и сокращенное время депектинизации.

CO жом, пшеничные отруби, сульфат аммо- Ю ния, двузамещенньп» фосфат калия и QO сульфат магния по оптимальной темпера- 1 1 туре и аэрации, обеспечивающего полу- (,© чение культуральных жидкостей с активностью 1500 Е/см .

Недостатками способа являются неудовлетворительный уровень пектолити- Ф>" ческой активности культуральных жидко .а стей и недостаточно высокий темпера0 турный оптимум действия — 45 С, отражающиеся отрицательно на экономических результатах при производстве и применении.

1602868

Цель изобретения — повышение активности целевого продукта и его термостойкости.

Изобретение заключается в проведе нии ферментаций с культурой Aspergil5

lus niger — 8MX-41, зарегистрированной в ДИКЛС под Ф 8, полученной после естественного подбора и воздействия на конидии А. niger-SM ультрафиолетовыми лучами с последующим многократным скринингом на базе реализованной. энзимной активности при лабораторных ферментациях.. Используемый продуцент имеет следующие характеристики.

Культурально-морфологические признаки.

На солодовом arape Aspergillus niger-8МХ-41 к 72-му часу оформляет круглые колонии с гладкой кромкой эа 20 павшим центром и густыми радиальными складками с желто-коричневой цен ральной частью, с d = 1,7 см и белой периферией шириной 1,2 см. К 7-м суткам диаметр колонии достигает 9 см.

Цвет черный. Центр продолжает быть запавшим, а радиальные складки выра1 жены более ярко. Культура не выделяет пигмента в среде. Обратная сторона колонии бледно-кремовая.

На картофельном агаре к 72-му часу

Aspergillus niger-8МХ-41 оформляет ,круглые колонии со светло-желтоватой центральной частью с d = 0,5 см, за которой следует вторая с d = 2,2 см, с черным пигментом и периферииная 35 белая полоса шириной 3 мм. К 7-м суткам диаметр колонии достигает 7 см.

Светлый центр сохраняется, за ним следует окружная черная зона шириной

2,5 см и к самому концу — белая поло40 са шириной 0,5 см.

На агаре Чапека-Докса Asp. niger-, 8МХ-41 оформляет к 72-му часу круглые колонии с d = 1,1 см, имеющие белый центр и слегка пигментированную в светло-кремовый цвет поверхность. К

7-м суткам диаметр колонии достигает

3-4 см с белым центром, за которым следует .кольцо с d = 0,7 желто«зеле-. ного цвета, за которым расположена

2-сантиметровая зона с черным пигментом и белая периферийная. зона шириной

2-- 3 мм.

Культура оформляет конидиеносцы дличой 250 — 500 р и толщиной 255

3,5 р, оканчивающиеся сферическими .калумелями с d =- 100 — 200 и сферическими конидиями с и = 1,5 — 2,2, окрашенными в темно-коричневый до черного цвет и покрытыми шипами длиной

0,2 - 0,5 .

На твердой питательной среде Asp.

niger-8ИХ-41 оформляет колонии с хорошо оформленным воздушным мицелием и слабым субстратным мицелием, построенным из септированных хифий.

Культура поддерживается на пологом неохмельном агаризированном сусловом экстракте с 6% сухого вещества.

Различия Aspergillus niger-SMX-41 от используемой производственной культуры Asp. niger-8M выражаются в значительно более высокой биосинтетической энзимной активности. К 144-му часу своего развития в среде с оптимизированным составом культ:ра 8МХ-41 накапливает в 1 мл ферментационной жидкости 4000 + 300 Е полигалактуроназной активности и 20 + 4 Е пектин эстеразной активности, а производственная - соответственно 1500 «+ 20 Е/мл

ПГА и 4 + 0,5 Е/мл ПЭА.

После проведения многофакторного эксперимента 2" и следующего за этим математического моделирования установлено, что ферментацию целесообразно проводить в среде, имеющей следующий состав, %:

Сухой свекловичный жом 4,5 . — 5 5

Пшеничные отруби 0,75 — 1,5

Сульфат аммония 0,35 — 0,75

Фосфат натрия двузамещенный 0,125 — 0,250

Крахмал 0 5 — 1,5

Сульфат магния О, 025 — 0,05

Хлорнд калия 0,025 — 0,05

Вода Остальное

После отделения мицелия ферментационную жидкость фильтруют с целью устранения механических примесей, освобождают от низкомолекулярных растворимых примесей посредством ультрафильтрации, при этом объем сокращается в

7 — 9 раз, а сухое вещество увеличивается от 1,2 — 1,5 до .1,75 — 2%.

Следует 8-кратное вакуум-концентрироо вание при температуре ниже 36 С и лиофильная или вакуумная сушка при темо пературе, не превышающей 38 С.

Полученный ферментный препарат обладает более высокой термостабильностью (50 С оптимум действия), трехкратно более высокой биосинтетической активностью по отношению к полигалактуроназе и пятикратно более высоким

1602868

Формула изобретения

Составитель И. Привалова

РедактоР Н. КиштУлинец ТехРед Л.Сердюкова корректор Т. Колб

Заказ 3360 Тираж 480 Подписное

BIIHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 синтезом пектинэстеразы, что отража« ется положительно на экономической эффективности производственного процесса и высокой осветляющей активно5 сти.препарата, определяющей его небольшой расход и сокращенное время депектинизации.

Пример. К 45 л стерилизованной и охлажценной до 27 С ферментационной среды, имеющей состав, %: сухой свекловичный жом 4,5; пшеничные отруби 0,75; сульфат аммония 0,35; фосфат натрия двузамещенный 0,125; крахмал 0,5; сульфат магния 0,025; .хлорид калия 0,025; вносят 1,5 л 24-. часового инокулята из Asp. niger-8МХ-41 Р 8 ДИКЛС, подготовленного в среде, имеющей состав, идентичный составу ферментационной среды, на круговом 20 эксцентрическом встряхивателе с

220 об/мин при 27,5 + +0,5 С.

Ферментация в ферменторе протекает о при 27,5 + 0,5 С, аэрация стерильным воздухом при расходе 0,8 — !.,1 л/л 25 среды в 1 мин, при окружной скорости мешалки 2,4 — 3,2 м/с, в течение 144+

«+ 8 ч. В конце процесса в 1 см ферментационной жидкости накапливаются

4000 «+ 300 Е полигалактуроназной и

20+4 Е пектинэстеразной активности.

После устраненения мицелия, нерастворимых составляющих среды и тонкого фильтрования или сепарирования получают 35 — 37 л ферментационной жидкости, которую подвергают мембранной ультрафильтрации, сокращающей объем приблизительно в 8 раз, 8-кратному .вакуум-концентрированию при температуре ниже 38 С и вакуумной или лиофильной сушке при температуре ниже 38 С.

Получаются 300 — 350 r препарата с активностью 400000 Е/г ПГА и 2000 Е/г

ПЭА. После стандартизации перлитом или диатомитом получаются около 2 кг препарата с 60000 Е/г ПГА и 300 Е/г

ПЭА.

Полученный пектолитический препарат действует в широких границах рН от 2, до 6,0 причем активность оптимально проявляется при рН 4,5. Оптимальная температура действия при рН рН 4,5 — 5 50 С. Препарат сохраняет

90/ своей активности при 50 С в течение 60 мин.

Способ получения пектолитического ферментного препарата, предусматривающий глубинное культивирование продуцента Aspergillus niger на водной питательной среде, содержащей сухой свекловичный жом, пшеничные отруби, сульфат аммония, двузамещенную соль фосфорной кислоты и сульфат магния, при оптимальной температуре для биосинтеза фермента и аэрации до максимального накопления активности, отделение мицелия, концентрирование культуральной жидкости ультрафильтрацией и вакуум-концентрированием и сушку, отличающийся тем, что, с

l целью повышения активности целевого продукта и его термостойкости, в качестве продуцента используют штамм

Aspergil1us niger )IHKCJI W 8, культивирование ведут на водной среде, дополнительно содержащей крахмал, хлористый калий и фосфорнокислый двузамещенный натрий в качестве двузамещенной соли фосфорной кислоты при следующем соотношении компонентов, С мас.ь.

Сухой свекловичный жом 4,5 - 5,5

Пшеничные отруби 0,75 - 1,5

Крахмал 0,5 - 1,5

Сульфат аммония 0,35 — 0,75

Фосфорнокислый двузамещенный натрий 0,125 - 0,250

Сульфат магния 0 25 — 0,05

Хлористый калий 0,025 — 0,05

Вода Остальное причем вакуумирование и сушку осуществляют при 30 — 38 С.