catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2015-5-54-59catal-242Research ArticleБИОКАТАЛИЗBIOCATALYSISХарактеристика свойств и оценка эффективности биокатализатора на основе иммобилизованной грибной амилазыProperties and Efficiency of a Biocatalyst Based on Immobilized Fungal AmylРаспоповаЕ.А.RaspopovaE.A.

аспирант кафедры биотехнологии

dtgirl62@gmail.comКрасноштановаА.А.KrasnoshtanovaA.A.

д-р хим. наук, доцент, проф.

dtgirl62@gmail.comРоссийский химико-технологический университет имени Д.И. МенделееваРоссияMendeleyev University of Chemical Technology of RussiaRussian Federation2015130920151555459Copyright © LLC "KALVIS", 20152015LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/242

Препараты на основе нативных ферментов имеют ограниченное промышленное применение вследствие их нестабильности и чувствительности к изменениям рН, температуры и других внешних факторов. Поэтому актуально создание биокатализаторов на основе иммобилизованных  ферментов, которые более стабильны и, следовательно, более эффективны в практическом приложении. С целью стабилизации грибной  амилазы (КФ 3.2.1.1.) применена ковалентная иммобилизация фермента на хитозансодержащую целлюлозу. Показано, что термическая стабильность иммобилизованной амилазы по сравнению с нативной возросла в 3,5 раза, повысилась устойчивость к рН инактивации. Снижение значения константы скорости инактивации иммобилизованного фермента в сравнении с нативным указывает на повышение его стабильности за счет стерических факторов, обусловленных образованием азометиновых связей с целлюлозой и хитозаном. Показано, что при использовании иммобилизованного ферментного препарата вместо нативной амилазы выход продукта в гидролизе ячменного солода увеличивается в 1,5 раза, что обеспечивает возможность его практического применения в пищевой промышленности.

Preparations based on native enzymes have found limited industrial application because of their instability and sensitivity to  changes in pH, temperature, and other external factors. Therefore, the acute task is to develop biocatalysts based on immobilized enzymes, which are more stable and therefore more effective in the practice. To stabilize the fungal amylase (KF 3.2.1.1.), we applied the covalent immobilization of the enzyme on chitosan-containing cellulose. It is shown that in comparison with native amylase, the thermal stability of the immobilized amylase increased 3,5-fold, and the resistance against pH inactivation increased as well. The decrease in the rate constants of inactivation of the immobilized enzyme indicates the increase in its stability due to steric factors associated with the formation of azomethine bonds with cellulose and chitosan. It is shown that when using an immobilized enzyme preparation in place of the native amylase, the product yield of the hydrolysis  of barley malt  increases by 1,5 times, which makes it of practical use in the food industry.

амилазаиммобилизациястабилизацияхитозансодержащая целлюлозаamylaseimmobilizationstabilizationchitosan-containing celluloseReferencesRaushan Kumar Singh, Manish Kumar Tiwari, Ranjitha Singh, Jung-Kul Lee// International Journal of Molecular Sciences. 2013. No 14. P. 1232—1277.Raushan Kumar Singh, Manish Kumar Tiwari, Ranjitha Singh, Jung-Kul Lee// International Journal of Molecular Sciences. 2013. No 14. P. 1232—1277.Yandri, Devi Susanti, TatiSuhartati, SutopoHadi// M o d e r n Applied Science. 2012. Vol. 6. No. 3. P. 81—86.Yandri, Devi Susanti, TatiSuhartati, SutopoHadi// M o d e r n Applied Science. 2012. Vol. 6. No. 3. P. 81—86.Yandri, Suhartati T., Hadi S. // Mat. Sci. Res. Ind. 2010. Vol. 7. No. 1. P. 123—128.Yandri, Suhartati T., Hadi S. // Mat. Sci. Res. Ind. 2010. Vol. 7. No. 1. P. 123—128.Красноштанова А.А. // Фундаментальные исследования. 2011. No 3-1. С. 663—666.Красноштанова А.А. // Фундаментальные исследования. 2011. No 3-1. С. 663—666.Yandri, Suhartati, T., Hadi, S. //Eur. J. Sci. Res. 2010. Vol. 39. No. 1. P. 6 4 —74 .Yandri, Suhartati, T., Hadi, S. //Eur. J. Sci. Res. 2010. Vol. 39. No. 1. P. 6 4 —74 .Cordt S.D., Vanhoof K., Hu J., Maesmans G., Hendrickx M., Tobback P. // Biotech. Bioeng. 1992. Vol. 40. P. 396—402.Cordt S.D., Vanhoof K., Hu J., Maesmans G., Hendrickx M., Tobback P. // Biotech. Bioeng. 1992. Vol. 40. P. 396—402.Большаков И.Н. // Рыбпром. 2010. No 2. С. 48—56.Большаков И.Н. // Рыбпром. 2010. No 2. С. 48—56.Kulish E.I., Volodina V.P., Chernova V.V., Kolesov S.V. // Polymers Research Journal. 2008. Vol. 2. P. 367—370.Kulish E.I., Volodina V.P., Chernova V.V., Kolesov S.V. // Polymers Research Journal. 2008. Vol. 2. P. 367—370.Варфоломеев С.Д. // Химическая энзимология. М.:Академия, 2005. 472 с.Варфоломеев С.Д. // Химическая энзимология. М.:Академия, 2005. 472 с.LiuCh, BaiR. // J. Membr. Sci. 2005. Vol. 267. P. 68—77.LiuCh, BaiR. // J. Membr. Sci. 2005. Vol. 267. P. 68—77.Hartree E.F. //Analyt. Biochem. 1992. Vol. 48. No 2. P. 422—427.Hartree E.F. //Analyt. Biochem. 1992. Vol. 48. No 2. P. 422—427.Gargi Dey, Bhupinder Singh, Rintu Banerjee// I n t e r n a t i o n a l Journal of Pharmacy & Life Sciences. 2003.Vol. 46. No. 2. P. 167—176.Gargi Dey, Bhupinder Singh, Rintu Banerjee// I n t e r n a t i o n a l Journal of Pharmacy & Life Sciences. 2003.Vol. 46. No. 2. P. 167—176.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.