Ш У М Е Н С К И У Н И ВЕ Р С И Т Е Т
„ЕПИСКОП КОНСТАНТИН ПРЕСЛАВСКИ”
КУРСОВА РАБОТА
по
ЕНЗИМОЛОГИЯ
ТЕМА:Производство на ензими, разграждащи
скорбялата. Амилази,
глюкоамилази,глюкоизомерази,
пупуланази,декстранази
Изготвил: Петя Пенева фак.№…… З. О.
„Екологични биотехнологии и контрол на храни
Проверил: доц. Ц.Иванова
2014
1
Животът зависи от добре организирани химични реакции. Много от тези реакции
сами по себе си протичат твърде бавно, за да поддържат живота . Оттук природата е
проектирала катализатори, които днес отнасяме към ензимите и които изключително
ускоряват тези химични реакции. Днес ензимите продължават да играят ключови роли в
производството на храни и напитки и са компоненти на голям брой потребителски стоки.
Производството на ензимни препарати заема едно от водещите места в съвременната
биотехнология и се отнася към подотраслите , чиято продукция непрекъснато нараства
поради разширяване сферите на приложение на тези биопродукти. Ензимите представляват
високо активни , нетоксични биокатализатори с белтъчен характер, които са широко
разпространени в природата и без чието участие е невъзможно осъществяването на много
биохимични процеси и живота като цяло. Живата материя се разглежда като проява на
многообразни и многобройни ензимни реакции, без които е немислимо протичането на
катаболитните и анаболитните процеси, активният транспорт на веществата през
мембраните на клетките, интеграцията и регулацията на обменните процеси.
Ензимите са присъщи на живите клетки и се намират практически във всички
растения, животни и микроорганизми. Тяхната биосинтеза е свързана с осигуряване на
метаболизма на клетките и затова количеството им се определя строго от жизнените
потребности на организма. Такива обекти не могат да се използват за получаване на
ензимни препарати. Само някои растения и отделни органи на животни, в които се
натрупват значителни количества определени ензими, както и редица микроорганизми, са
източници на промишленото получаване.Източник на ензими, главно на амилази, е малцът,
който представлява прорасли житни зърна. Протеолитичните ензими папаин, фицин и
бромелин се получават от плодове на пъпешово дърво, листа на смокиня, стъбла и листа на
ананас. От соеви семена се получава уреаза, а от рицинови липаза. Във всички
месопреработвателни предприятия се събират органите, съдържащи ензими, консервират
се и се използват за получаване на ензимни препарати. Такива суровини са задстомашната
жлеза, съдържаща химотрипсин, трипсин, а-амилаза, липаза, колагеназа, лигавицата на
свинските стомаси от която се получава пепсина и липаза, телешки и агнешки стомахчета,
съдържащи големи количества ренин. Източници на голям брой индустриално получавани
ензими са микроорганизми, които при специално създадени условия свръх синтезират тези
биологично активни вещества. Промишлените микробни продуценти обикновено са
получени чрез прилагане на селекционно генетични подходи на работа с тях. Те могат да
синтезират едновременно цял комплекс от ензими, но се срещат и такива, които натрупват
само един промишлено важен ензим.
При производството им от растителни суровини и животински тъкани технологиите
се свеждат до тяхното екстрахиране и пречистване от съпътстващите ги баластни
вещества. Технологиите за получаване на микробни препарати са по-сложни, включват и
култивирането на микроорганизмите, технологичният процес за получаването им включва
три основни етапа:подготовка на посевен материал;производство и култивиране; след
култивационна обработка за получаване на неперчистени или пречистени до различна
степен ензимни препарати. Източниците на по-голяма част от индустриално получаваните
ензими са микроорганизми, които при специално създадени условия свръх синтезират тези
биологично активни вещества. Биосинтезиращата способност на продуцентите на ензими
може да се повиши чрез прилагане на селекционно –генетични подходи, рекомбинантни
ДНК технологии, както и чрез непрекъснато усъвършенстване на състава на хранителните
2
среди и условията на култивиране. Ензимите, продуцирани от микроорганизми, се
получават по повърхностния, твърдофазовия или дълбочинния метод на култивиране на
продуцента на определен ензим, последния съставлява незначителна част от културалната
среда, вследствие на което изолирането и пречистването му е трудоемък и скъп процес.
Схемата за пречистване се определя съобразно предназначението на ензимния препарат и
трябва да включва етапи с минимална загуба на ензимна активност.
Първите процеси, които хората са използвали от най-дълбока древност са
ферментационните. С тях са се приготвяли различни продукти – хляб; пиво, вино, оцет,
млечни продукти и др. С термина ферментация, който от латински значи „кипене” ,
„варене” са се означавали всички тези процеси, при които се отделя газ. Ферментацията е
биологичен процес, дължащ се на живи организми. Ферментацията се явява неотменим
елемент на техният живот. Бюхнер по експериментален път доказва, че ферментите са
съставна част на живите организми, но действието им не зависи от тяхната дейност. За
първи път терминът ензим е въведен от Вили Кюне, това е гръцка дума и означава „във
дрожди”. Школата на Пастьор разделя термините – фермент и ензим. Каталитичните
функции се осъществяват от организирани или неорганизирани компоненти. Организирани
са ферментите и те са в клетката, неорганизираните са ензимите – натрупани извън
клетката или това са водни екстракти.
Практическото приложение на амилазните ензими, в частност на гликомилазните
ензимни препрати, както и огромния потенциал в използването им в различни сфери на
човешката дейност предопределят големия интерес към изучаването им.През 1914г.
Kirchoff доказа, че нишестето се разгражда до захари не само при киселинен хидрилиз, но
и ако към него се добави малцов екстракт или малц в изсушено състояние.Bajierinik през
1885 предлага ензимите, които катализират хидролизата на нишестето да се наричат
“амилази”. За пръв път глюкоамилазата е открита в плесенни гъби при получаване на
етилов алкохол от Corman в 1948.През 1951 Philips и Caldwell наричат ензима получен от
Rhizopus delemar – глюкоамилаза. От този момент въпросите свързани с намиране на нови,
по-перспективни глюкоамилазни продуценти и оптимизиране на условията на биосинтез
от отдавна известни продуценти на ензима са изключително актуални и на това се дължи
научния и приложен интерес към тях. Амилолитичните ензими катализират хидролизата на
гликозидни връзки в молекулата на скорбялата, гликогена и сродните полизахариди
Скорбялата (нишесте) и целулозата са широко разпространени в природата въглеродни
източници, които поддържат повечето форми на живот. Тези полимери са изградени от
глюкозни единици, които иман различни конформации, така че са необходими различни
ензимни системи, за да ги изграждат. Ензими способни да хидролизират нишесте се
откриват при животни, растения и микроорганизми. Свойствата на тези ензими се
различават в широки граници.
КЛАСИФИКАЦИЯ НА ЕНЗИМИ
В 6 класа:3.2.1.1. ? – амилаза 3.2.1.2 ? – амилаза Първа цифра е класа, втората е подклас,
третата – подподклас При ензимните препарати тази класификация не е коректна, защото
те може да съдържат повече от 1 или 2 ензима. Ето защо Жак Дюкло предлага
наименованието на ензимни препарати да се образува като към субстрата се прибавя
начина на действие, наименованието на ензима, плюс - аза – например целулаза. Правят се
опити в наименованието да намери място водещият ензим, да се даде информация за
продуцента като родово и видово име, да се включи елемент от начина на култивиране на
продуцента и да се покаже дали препарата е технически (непречистен), частично
пречистен или високо пречистен. Например амилосубстилин Д3Х – Bac. Subtilis:І- амило
3
66
3
