| Popis: |
Применение иммобилизованных целлюлолитических ферментов достаточно широко распространено в различных отраслях промышленности. Так, например, их используют для получения различных сахаров из целлюлозы, улучшения качества пищевых продуктов в пищевой промышленности, для выделения полезных веществ из растений, в частности, стероидов, для медицинских целей, как добавки в корм для животных в сельском хозяйстве и др. Продуцентами целлюлаз являются микроскопические грибы, которые наиболее часто используются при промышленном получении ферментных препаратов целлюлаз. Бактериальная целлюлаза менее активна в сравнении с таковой у грибов, однако более термостабильна, что является их главным достоинством [1]. Чаще всего для выработки целлюлаз используются бактерии Pseudomonas, в особенности Pseudomonas fluorescens, термофильные клостридии (Clostridium thermocellum), Bacillus subtilis, представители родов Dickey и Pectobacterium [2]. Целлюлазы осуществляют гидролиз целлюлозы до различных моно- и олигосахаридов, чаще всего до глюкозы. Данные гидролитические ферменты расщепляют целлюлозу, содержащуюся в клеточной стенке плодов, до растворимой глюкозы, таким образом, увеличивая выход сока и осветляя его. Чаще всего в промышленности применяются целлюлазы грибкового происхождения, в частности грибов рода Trichoderma. С помощью грибов этого рода можно получать различные ферменты за счёт их субстратной специфичности [3]. В естественных условиях соки из фруктов и ягод темнеют из-за содержания в них ферментов, различных полисахаридов, металлов. Однако при промышленном производстве сок получается светлым, так как он проходит обязательную стадию очистки и осветления, которая может проводиться различными физическими, физико-химическими и ферментативными методами. Часто используются комплексные ферментные препараты, содержащие в себе несколько видов гидролитических ферментов, что способствует большему осветлению соков, а также увеличению его выхода за счёт гидролиза составных частей мякоти и кожицы плодов. Ферментативное осветление соков происходит за счёт расщепления пектина, целлюлозы и других полисахаридов. Поэтому для проведения эксперимента нами были выбраны бактерии Pseudomonas fluorescens, в составе которых содержатся целлюлолитические ферменты, расщепляющие целлюлозу фруктов и ягод. При проведении исследования нами была осуществлена иммобилизация клеток Pseudomonas fluorescens и выявлена их целлюлолитическая активность. В качестве метода иммобилизации нами был выбран физический метод – иммобилизация в растворе альгината натрия. Яблочный и виноградный соки для проведения эксперимента помещали в термостат (28 °С) на определённые промежутки времени, по истечении которых оценивали степень осветления соков по их оптической плотности при длине волны 340 нм, а также оценивали увеличение выхода соков. Исходя из полученных данных было видно, что спустя 1 час в термостате яблочный сок в среднем осветлился на 8,8%, а спустя три часа – на 11%, в сравнении с контрольными образцами. Сок же из винограда осветлился на 1,9% спустя 1 час в термостате и на 5,8% спустя 3 часа. Далее сок из яблок начал темнеть из-за интенсивного окисления железа, поэтому осветление сока при помощи бактерий Pseudomonas fluorescens происходило менее интенсивно. Через 5 часов в термостате яблочный сок осветлился на 9,4%, а через 7 часов, после ещё большего окисления железа, на 6,6%. В виноградном соке под действием температуры в присутствии кислорода спустя 4–5 часов активизируются ферменты, в частности оксидоредуктазы, которые содержатся в самих плодах [4]. Поэтому спустя 5 часов сок благодаря целлюлолитическим ферментам, содержащимся в Pseudomonas fluorescens, был осветлён на 5,4% и только на 2,2% после 7 часов нахождения в термостате. Далее эффективность работы иммобилизованных Pseudomonas fluorescens оценивали, измеряя выход сока. Спустя 1 час нахождения яблочного и виноградного соков их объём не увеличился, тогда, как спустя 3 часа увеличение выхода сока было максимальным – на 3,0%. Далее выход снижался – объём обоих видов сока увеличился только на 2,5%, что обусловлено уменьшением ферментативной активности клеток и испарением сока под действием температуры. Таким образом, можно сделать вывод, что наибольшую целлюлолитическую активность иммобилизованные бактерии Pseudomonas fluorescens проявляют через 3 часа после нахождения их в яблочном и виноградном соках при температуре 28 оС, что было выявлено экспериментально. Иммобилизованные клетки бактерий Pseudomonas fluorescens возможно использовать при осветлении и увеличении выхода виноградного и яблочного соков за счёт продукции целлюлолитических ферментов. |
