Научно-практические аспекты технологии модификации растительных масел для жировых продуктов с функциональными свойствами (24.09.2012)

Автор: Шеламова Светлана Алексеевна

Значения констант для различных температур и энергии активации приведены в табл. 8. Параметр n рассматривается как критерий, определяющий ход гетерогенных реакций. Значения n для белка были 0,91–0,97, а для липазы – больше единицы, что говорит о том, что скорость адсорбции фермента лимитируется взаимодействием с поверхностью сорбента. При различных температурах значения n мало отличались, что свидетельствует о незначительном влиянии ее на механизм связывания.

Таблица 8 – Значения кинетических параметров и энергии активации для адсорбции липазы Rh. oryzae 1403 на стиросорбе

Температура, ?С n k, ?с Еа, кДж·моль-1

4 1,19 15

23 1,15 23 17,96

30 1,13 28

Низкая энергия активации говорит о высоком аффинном сродстве липазы Rh. oryzae 1403 к стиросорбу.

Таким образом, проведенные исследования показали, что для достижения максимальной сорбции липазы на стиросорбе ее нужно проводить при температуре 30 ?С и рН 6,5 в течение 60 мин.

Гидролитическая активность иммобилизованного фермента составила 1350 ед./г носителя, активность переэтерификации – 385 ед./г. Исследования влияния рН и температуры на каталитическую активность препарата показали, что оптимумы его действия не отличаются от растворимой формы фермента – это рН 6,5 и 35 ?С.

Иммобилизованный препарат отличался более высокой устойчивостью в органических средах. Полярные растворители (этанол, ацетон, изопропанол) вызывали инактивацию растворимой липазы при 35 ?С за 0,5–2 ч, с то время как у иммобилизованной формы остаточная активность после 10 сут инкубации составляла 17–43 %. В неполярных растворителях (изооктан, гептан, гексан) она оставалась на уровне 98–95 % за тот же период (рис. 10).

Испытания препаратов липазы, лиофилизированных или иммобилизованных из буферных растворов с различными значениями рН, показали, что оптимум их действия в органических растворителях остается неизменным и составляет 6,5. Таким образом, растворители не вносят искажений в состояние ионизации фермента при катализе.

Иммобилизованный препарат показал более высокую термостабильность. Время потери 50 % активности у растворимой липазы составило при 40 ?С 72 ч, 50 ?С – 4 ч. У иммобилизованной липазы период «полужизни» увеличился вдвое. Особенно высокая термостабильность иммобилизованного препарата отмечена в реакциях этерификации в органической среде. Так, в реакции этерификации в гексане при 50 ?С степень конверсии за 8 ч была выше на 10 % по сравнению с 35 ?С, длительность процесса сокращалась на 2 ч. В среде без растворителя степень конверсии при 50 ?С не превышала 40 % к 2 ч, а затем снижалась в связи с тепловой денатурацией фермента (рис. 11).

Рисунок 10 – Стабильность (а) растворимой и (б) иммобилизованной липазы при инкубации в органических растворителях при 35 ?С: (?) метанол, (?) этанол, (?) ацетон, (?) хлороформ, (?) изопропанол; (?) бутанол, (?) гексан, (+) гептан, (*) изооктан

Рисунок 11 – Влияние температуры на этерификацию глицерина и олеиновой кислоты: (?) 35 (С; (() 50 (С ; (??) 60 (С ; (?, () система без растворителя; (?, ?, ?) в гексане.

Высокая активность и стабильность иммобилизованной липазы позволяет рекомендовать ее для биоконверсии жировых продуктов.

Глава 5. Исследование кинетических параметров реакций гидролиза и трансэтерификации ацилглицеролов, катализируемых липазой в водной и органической средах

Различные типы превращений – как гидролиз, так и трансэтерификация триацилглицеролов под действием иммобилизованного препарата липазы Rh. oryzae 1403 исследованы в водной среде и в системах с органическими растворителями. Несмотря на то, что общие правила управления ферментативным катализом в таких нетрадиционных средах существуют, параметры для каждого фермента нельзя точно предсказать, поэтому они должны быть определены экспериментально.

Кинетические параметры гидролиза гомогенных триацилглицеролов Vmax и KM были определены с помощью метода двойных обратных координат Лайнуивера и Берка. Начальная скорость определялась по накоплению свободных жирных кислот. Полученные значения представлены в табл. 9.

??????o?¤

???????U

(дом состоянии при оптимальной температуре действия липазы Rh. oryzae 1403, не подвергались превращениям. Поэтому их гидролиз был проведен в системе с растворителями с различной полярностью – гексаном (log P 3,5) и бутаноном (log P 0,28).

Таблица 9 – Кинетические характеристики гидролиза триацилглицеролов иммобилизованной липазой Rh. oryzae 1403

Субстрат Vmax , (М(мин-1(г-1 KM, (М Vmax /KM, г-1(мин-1(

Без растворителя

Трибутирин 505±30 810±52 0,62±0,04

Трикапроин 620±37 765±46 0,81±0,05

Трикаприлин 780±48 620±40 1,26±0,08

Трикаприн 910±54 510±28 1,78±0,1

Триолеин 1810±91 390±25 4,64±0,3

Трилинолеин 2030±110 350±20 5,80±0,4

Растворитель – гексан

Трилаурин 1150±61 720±43 1,60±0,09

Тримиристин 1390±82 980±59 1,42±0,08

Трипальмитин 1520±91 1190±72 1,28±0,07

Тристеарин 1740±104 1450±87 1,20±0,07

Растворитель – бутанон

Трилаурин 450±32 920±52 0,49±0,02

Тримиристин 720±45 840±48 0,86±0,04

Трипальмитин 890±54 680±10 1,31±0,07

Тристеарин 1020±67 610±35 1,67±0,08


загрузка...