В настоящее время получила интенсивное развитие промышленность ферментных препаратов, применяемых в разных отраслях народного хозяйства, научных исследованиях и клинической практике.
Впервые ферментные препараты применил в промышленном масштабе японский ученый Дж. Такамине еще в 1884 г. Он использовал грибную амилазу Aspergillus oryzae для осахаривания крахмала. Его работы дали толчок развитию прикладной микробиологии.
собое значение для медицины, фармакологии, пищевой промышленности имеют амилотические ферменты. В настоящее время 4 фермента получают в промышленных масштабах: протеазу, глюкоамилазу, альфа-амилазу и глюкоизомеразу. Наибольшее значение имеют амилолитические и протеолитические ферменты.
Их получение и использование в различных технологических процессах составляют сегодня один из важнейших разделов современной биотехнологии.
Для промышленного производства ферментных препаратов используют микроорганизмы, выделенные из природных источников и мутантные штаммы. Основными продуцентами амилаз являются грибы рода Aspergillus, которые обладают чрезвычайно подвижным обменом, способны синтезировать как отдельные ферменты, так и комплексы их. Особенна роль катаболических ферментов, продуцируемых микроорганизмами.
Зарождение первых производств по промышленному получению ферментных препаратов относится к 30-м гг. ХХ ст. Энтузиастом и основателем ферментной промышленности была д-р биол. наук Р. В.Фениксова. Фундаментальные исследования по изучению действия ряда факторов на рост и биохимическую активность грибных культур-продуцентов были проведены большим коллективом УкрНИИППа под руководством Е. Я. Калашникова и д. Б. Лифшиц. В 50-е гг. в стране было введено в строй несколько заводов по производству ферментных препаратов.
Амилолитические ферменты грибов используют как «грибной солод» в пивоварении и спиртовой промышленности. Неоспорим эффект их внедрения в технологический процесс: снижается себестоимость единицы продукции, укорачивается цикл, полнее осуществляется гидролиз, выше выход продукции, особенно спирта.
Продуцентом амилаз является гриб Aspergillus oryzae , отдельные штаммы которого могут синтезировать весь комплекс ферментов, участвующих в деградации того или иного высокомолекулярного природного соединения (крахмала, клетчатки, гликогена). В нашей стране выпускают в основном технические ферментные препараты. В технологии их получения биохимические процессы занимают более важное место, чем в других отраслях микробиологической промышленности.
Одним из условий, определяющих рентабельность производства ферментов, является применение отходов различных производств в качестве основного сырья. К ним относятся отруби, меласса, гидрол, кукурузный экстракт, отходы переработки плодов и овощей, жмыхи, отходы спиртового, крахмалопаточного и других пищевых производств. Однако для повышения производительности заводов необходимо использовать и более дорогостоящие материалы – муку, крахмал и др.
Пшеничные отруби используются как источник питания и в то же время для создания поверхности при поверхностном способе культивирования. Они содержат до 20% крахмала, 10-12% белков, витамины, микроэлементы и другие вещества. По питательной ценности отруби могут служить единственным материалом для выращивания продуцентов ферментов. Однако известно, что питательные вещества их при поверхностном способе культивирования используются не полностью, поэтому целесообразно смешивать их с менее ценным материалом – шелухой крупяного производства, древесными опилками, свекловичным жомом, солодовыми ростками.
Автор статьи: ст. гр. БТ, УГХТУ, Кириченко К.
На фото культура Aspergillus oryzae.