Способ получения препарата инвертазы для гидролиза сахарозы

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для гидролиза сахарозы и получения инвертного сахара. Способ включает автолитическую деструкцию дрожжей, обладающих инвертазной активностью. Автолизат подвергают центрифугированию с выделением осадка. Осадок промывают суспензированием в воде или слабых растворах солей с последующим центрифугированием. Промывку ведут до получения осадка, состоящего преимущественно из изолированных дрожжевых клеток, разрушенных в процессе автолиза. Способ позволяет расширить ассортимент препаратов инвертазы и упростить процесс получения препарата.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам получения ферментных препаратов, используемых для гидролиза сахарозы и получения инвертного сахара.

Известно использование при производстве инвертного сахара препарата инвертазы, представляющего собой убитые и высушенные целые клетки дрожжей (И. М. Грачева. Технология ферментных препаратов. М., 1987г.).

Известный препарат инвертазы может служить источником загрязнения целевого продукта содержимым клеток дрожжей.

Известен способ получения препарата инвертазы путем автолитической деструкции клеток дрожжей, причем автолизат без дальнейшей очистки используют для гидролиза сахарозы. Так, например, дрожжи смешивают с сахарозой в соотношении 1 : 2, тщательно перемешивают и подвергают автолизу при температуре 40 - 45^oC в течение 3-х часов для разрушения дрожжевых клеток и получения гомогенной массы. Полученный густой сироп используют в качестве препарата инвертазы (В.Л. Яровенко, К.А. Калунянц, Л.И. Голгер. Производство ферментных препаратов из грибов и бактерий. М., 1970г. стр.396).

Полученный таким образом препарат инвертазы содержит большое количество балластных веществ, которые легко могут перейти в конечный продукт.

Известен способ получения очищенного фермента инвертазы (КФ 3.2.1.26) путем проведения многостадийного процесса, включающего автолиз и разрушение клеточных стенок дрожжей под действием капиллярно-активных ядов (бензола, хлороформа, толуола и т. п). При этом инвертаза, связанная со стенками дрожжей, переходит в надосадочную жидкость. Последнюю подкисляют уксусной кислотой до pH 5,0; охлаждают до 0^oC, выпавший осадок отделяют и к раствору добавляют охлажденный до 2 - 5^oC этиловый спирт в соотношении 1 : 1,5 с целью получения осадка очищенной инвертазы (А.3. Бару. Исследования по получению ферментных препаратов инвертина и применение их в кондитерской промышленности. Автореферат канд. диссертации. М., 1956г.).

Водные растворы чистого фермента отличаются низкой стабильностью, а процедура выделения очищенного фермента требует специального технологического оборудования, что удорожает стоимость препарата.

Целью настоящего изобретения является расширение ассортимента препаратов инвертазы, используемых для гидролиза сахарозы, и упрощение процесса получения препарата.

Cущность изобретения заключается в том, что в процессе получения препарата инвертазы для гидролиза сахарозы, включающем автолитическую деструкцию дрожжей, обладающих инвертазной активностью, полученный автолизат подвергают центрифугированию с выделением осадка, который промывают суспензированием в воде или слабых растворах солей с последующим центрифугированием, причем промывку ведут до получения осадка, состоящего преимущественно из изолированных стенок дрожжевых клеток, разрушенных в процессе автолиза.

Стенка интактной дрожжевой клетки обладает большей частью (до 80%) инвертазной активности и представляет собой прочную эластичную многослойную трехмерную перегородку, отделяющую внутреннее содержимое клетки от внешней среды и занимающую существенную долю в массе клетки (до 40% по сухой массе). Остальная часть инвертазной активности содержится в цитозоле клетки. Препарат изолированных дрожжевых клеточных стенок, полученный согласно предлагаемому способу, содержит до 80% исходной активности инвертазы, не растворим в воде или водных растворах cахаров и не загрязняет последние балластными веществами, находящимися внутри клетки. Препарат устойчив к нагреванию и экстремальным значениям pH и может быть использован для гидролиза сахарозы.

Примеры получения препарата инвертазы из изолированных дрожжевых клеточных стенок.

Пример 1.

5 кг пасты хлебопекарных дрожжей, содержащих около 75% воды, подвергают автолизу, для чего пасту загружают в реактор с мешалкой и выдерживают при температуре 50 ± 1^oC в течение 18 - 22 ч при непрерывном перемешивании. В результате автолиза происходят частичное разрушение клеток дрожжей и выход внутриклеточного содержимого из клеток. Полученный материал центрифугируют при 10000 - 16000 g, осадок суспензируют в 10 л водного раствора 0,15М KCl и центрифугирование повторяют. Эту операцию производят 3 - 4 раза, до тех пор, пока не перестанут вымываться растворимые и мелкодисперсные примеси. Микроскопическое исследование подтверждает, что осадок содержит преимущественно стенки клеток дрожжей. В результате получают 1,6 кг влажной (содержащей около 20% сухого вещества) пасты стенок дрожжевых клеток с активностью 11200 мкМоль/г. мин, которая может быть использована как препарат инвертазы для получения инвертного сахара.

Пример 2.

К 5 кг пасты хлебопекарных дрожжей добавляют 10 кг сахарного песка, тщательно перемешивают и выдерживают при температуре 40 - 45^oC в течение 3 ч. Полученный материал суспензируют в 20 л воды и центрифугируют при 16 тыс. g. Осадок отмывают водой от растворимых примесей, как описано в примере 1. В результате получают 1,5 кг влажной пасты стенок дрожжевых клеток с активностью 10800 мкМоль/г.мин.

Пример 3.

К 5 кг пасты хлебопекарных дрожжей добавляют 0,15 кг поваренной соли, тщательно перемешивают и выдерживают при температуре 55^oC в течение 1 ч при непрерывном перемешивании, затем суспензируют в 20 л воды и поступают, как указано в примере 1. В результате получают 1,6 кг влажной пасты стенок дрожжевых клеток с активностью 11000 мкМоль/г.мин.

Пример 4.

5 кг пивных дрожжей нагревают до 30^oC и выдерживают при этой температуре в течение 24 ч. Далее поступают, как описано в примере 1. В результате получают 1,6 кг влажной пасты стенок дрожжевых клеток с активностью 7000 мкМоль/г.мин.

Предложенный способ прост в исполнении. Препарат инвертазы, состоящий преимущественно из стенок дрожжевых клеток размером 1 - 4 мкм, позволяет резко уменьшить расход фермента и увеличить эффективность процесса получения инвертного сахара за счет его использования, например, в реакторе мембранного типа.

Формула изобретения

Способ получения препарата инвертазы для гидролиза сахарозы, включающий автолитическую деструкцию дрожжей, обладающих инвертазной активностью, отличающийся тем, что полученный автолизат подвергают центрифугированию с выделением осадка, который промывают суспензированием в воде или слабых растворах солей с последующим центрифугированием до получения осадка, состоящего преимущественно из изолированных стенок дрожжевых клеток, разрушенных в процессе автолиза.