БІОТЕХНОЛОГІЯ - В. Г. Герасименко - 2006

Частина ІІ. Спеціальні біотехнології

Розділ 20. БІОТЕХНОЛОГІЯ ОДЕРЖАННЯ ФЕРМЕНТІВ

20.3.ОДЕРЖАННЯ ТОВАРНИХ ФОРМ ФЕРМЕНТНИХ ПРЕПАРАТІВ

20.3.2. Очищення ферментних препаратів

У деяких випадках ферментні препарати використовують у неочищеному вигляді: у шкіряній і спиртовій промисловості ступінь очищення не впливає на якість готової продукції, а у тваринництві введення біомаси продуцента і домішок в корми навіть підвищує їх поживну цінність. Натомість, у харчовій і мікробіологічній промисловості, в медицині можуть використовуватися тільки достатньо очищені і навіть високоочищені ферменти. У процесі очищення відбувається підвищення питомої активності препарату. На прикладі Asp. oryzae показано залежність активності α-амілази від ступеня очищення препарату (табл. 20.3).

Таблиця 20.3

Послідовність очищення α-амілази Asp. oryzae

З методів, які дають змогу одержувати ферментні препарати необхідного ступеня чистоти, широко використовується метод розділення, який базується на неоднаковій розчинності білків.

Розділення найчастіше проводять шляхом осаджування білків-ферментів без втрати їх каталітичної активності. Осаджувати розчинні ферменти можна фізичними або хімічними впливами. Фізичні - нагрівання, охолодження, розбавлення або концентрування розчину. Із хімічних речовин для осаджування використовують солі неорганічних кислот і частіше сульфат амонію, а також органічні розчинники (етанол, ацетон, діоксан, поліетиленгліколь, декстран).

Високого ступеня чистоти ферментів досягають за допомогою хроматографії (адсорбційної, гідрофобної, ковалентної, іонообмінної, роздільної та гель-хроматографії), яка проводиться на гелях агарози, поліакриламіду, фосфату кальцію, а також на оксиді Al, силікагелі, крохмалі, целюлозі тощо.

Із інших методів виділення й очищення використовуються:

гель-фільтрація - це фракціонування ферментів за їх молекулярною масою за допомогою сефадексів, біогелів, ультрагелів;

зонально-швидкісне центрифугування в градієнті щільності (цукрози, гліцерину, декстрану, глікогену, білків тощо);

електрофорез - коли розчин ферменту поміщають у сильне електричне поле, яке приводить в рух його іонізовані компоненти;

ізоелектрофокусування - фермент фокусується у зоні, величина рН якої дорівнює його ізоелектричній точці.

З перелічених методів розділення і очищення ферментів лише деякі (іонообмінна і афінна хроматографія) впроваджені у крупнотоннажне виробництво. Перспективним для очищення ферментів є застосування водних двохфазових систем, які містять полімери, які стабілізують фермент, що дає змогу не застосовувати низькі температури.