1 / 21

Proizvodnja enzima mikrobnog podrijetla

Proizvodnja enzima mikrobnog podrijetla. Irena Fabijančić 505/ PI Jelena Katanović 515/ PI Goran Strganac 522/PI. Izvori za proizvodnju enzima. 1. Mikroorganizmi (brža i efikasnija proizvodnja, visoka koncentracija enzima, strogo definirani uvjeti) 2 . Biljke (cijele ili ostatci)

diamond
Download Presentation

Proizvodnja enzima mikrobnog podrijetla

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Proizvodnja enzima mikrobnog podrijetla Irena Fabijančić 505/ PI Jelena Katanović 515/ PI Goran Strganac 522/PI

  2. Izvori za proizvodnju enzima • 1. Mikroorganizmi (brža i efikasnija proizvodnja, visoka koncentracija enzima, strogo definirani uvjeti) • 2. Biljke (cijele ili ostatci) • Slad (amilaze, proteaze) • Ananas (bromelin) • 3. Životinjski organi i tkiva • Teleći želuci (renin) • Goveđi ili svinjski pankreas (tripsin, kimotripsin) • Goveđi ili svinjski želuci (pepsin) • Krijesnica (luciferaza)

  3. Podjela enzima prema mjestu djelovanja • 1. Intracelularni-djeluju unutar stanice i čine veliku većinu poznatih enzima • 2. Ekstracelularni-djeluju izvan stanice ( izlučuju se u okolinu za pripravu hranjiva za ulazak u stanicu)

  4. Tehnološki proces proizvodnje enzima • 3 stupnja • 1. priprema inokuluma • 2. kultivacija proizvodnog mo, tj. biosinteza enzima • 3. izolacija enzima iz kulture mo (čisti ili tehnički enzimski preparat)

  5. 1.PRIPREMA INOKULUMA • Mikroorganizam mora: • Biti visoke produktivnosti • Stabilnih fizioloških karakteristika • Jednostavnih uvjeta kultivacije • Priređena biomasa inokuluma treba biti definirane fiziološke aktivnosti u log fazi rasta te u dovoljnoj koncentaciji • Standardna konc. je 5-10% volumena podloge u fermentoru

  6. Faktori koji utječu na biosintezu enzima • mo producent • sastav hranjive podloge • uvjeti kultivacije – aeracija, temperatura, pH, stadij ciklusa rasta • regulacijski mehanizmi – indukcija, represija, doziranje gena • MO PRODUCENT : visoko produktivni sojevi industrijskih i radnih mo se dobivaju selekcijom, mutacijama, genetičkim inženjeringom te optimiranjem uvjeta kultivacije

  7. MIKROORGANIZAM MORA BITI: • visoko produktivan, nepatogen, ne smije prozvoditi toksine, fiziološki i genetički stabilan, zadovoljavajuća brzina rasta • Najčešči proizvođači enzima: • Bakterije: Bacillus (amilaze, proteaze, lipaze) • Plijesni: • Aspergillus ( amilaze, proteaze, pektinaze) • Penicillium (penicilinski antibiotici) • Rhizopus (glukoamilaze) • Aktinomiceti: Streptomyces (proteaze) • Kvasci: Saccharomyces (invertaze)

  8. 2.KULTIVACIJA PROIZVODNOG MO • SASTAV HRANJIVE PODLOGE treba omogućiti dobar rast mo i visok prinos enzima • SASTAV PODLOGE ovisi o: • mo • fiziološkim svojstvima • načinu kultivacije • enzimu koji proizvodimo • HRANJIVA PODLOGA SADRŽI • Izvor ugljika • Izvor dušika • Mineralne elemente i mikroelemente • Stimulatore sinteze enzima

  9. UVJETI KULTIVACIJE • A) Aeracija-proizvodnja ind.važnih mo aeroban proces. Aeracija mora osigurati dovoljnu količinu otopljenog kisika da ne ograničava rast ili biosintezu enzima • B) Temperatura-optimalna temp biosinteze enzima s plijesnima je 22-32 °C; bakterije su termofilne 35-55 °C. Termofilni pogodniji jer je lakše odvođenje topline tijekom procesa i rijeđe su kontaminacije • C) pH za plijesni 4,5-7,5 a bakterija 6,5-7,5 • D) Stadij ciklusa rasta – u proizvodnji enzima vrijeme kultiviranja je određeno biosintezomn enzima a ne rastom mo; različiti mo proizvode enzime u različitim fazama rasta kulture

  10. 3. IZOLACIJA I PROČIŠĆAVANJE ENZIMA

  11. Prvi stupanj u izolaciji je razbijanje stanica kemijskim (osmotski šok, djelovanje enzima, otapanje, otapanje lipida, djelovanje alkalijama) ili mehaničkim metodama (homogenziacija, drobljenje, uz mljevenje u kugličnom mlinu) • Zatim uklanjanje nukleinskih kiselina koje ometaju izolaciju enzima zbog povećane viskoznosti • Sam enzim se uklanja: • filtracijom, centrifugiranjem, dekantiranjem, koagulacijom i flokulacijom

  12. Razlike tehničkih i čistih pripravaka kod izolacije • U prehrambenoj se industriji uglavnom koriste “slobodni enzimi” tehničke čistoće i s teško definiranim djelovanjem (okus, miris, izgled, stupanj konverzije u namirnicama) koje utječe na vrijeme i uvjete procesa prerade proizvoda • Imobilizirani enzimi (čisti pripravci) se uglavnom koriste u kemijskoj i farmaceutskoj industriji (skraćenje dugih kemijskih reakcija, razdvajanje i pročišćavanje smjese izomera i sl.) • Glavna razlika: tehnički se proizvode u velikim količinama i imaju nisku cijenu dok čisti dolaze u malim količinama i imaju znatno višu cijenu

  13. Tehnike Kultiviranja mikroorganizama • 1. Površinski ili emerzno (rast na površini tekuće podloge ili rast na površini čvrstih nosača) • Prednosti: jednostavna i jeftina oprema, • Nedostatci: djelomična aseptičnost, niska brzina otapanja kisika • 2. Dubinski ili submerzno (rast u hranjivoj podlozi koja se miješa i/ili aerira) • Prednosti: Homogena distribucija mikrobnih stanica u hranjivoj podlozi Homogena distribucija mjehurića zraka (aerobni procesi) u hranjivoj podlozi, velika dodirna površina i velika brzina otapanja kisika Mikroorganizmi brzo rastu i sintetiziraju produkt Najveći stupanj iskorištenja supstrata i produktivnost

  14. Primjer reaktora za površinsku proizvodnju celulaze – aeracija zrakom, supstrat je u plitkim tavama

  15. UPORABA ENZIMA U PREH.INDUSTRIJI • Enzimi u voćnim sokovima: • Problemi u pripravi voćnih sokova : zamućenja uzrokovana pektinima • Komercijalni pektolitički enzimi su singergistička smjesa enzima: • Poligalaktouronaza hidroolizira bez određenog reda 1,4 alfa D galakturonsku vezu • Pektinesteraza oslobađa metanol iz pektil metil estera • Pektin lijaza cijepa pektin uz oslobađanje oligosaharida • Hemicelulaza cijepa hemicelulaze i pomaže djelovanju pektinaza • Enzimi djeluju na pH 4-5 ispod 50 C i dodaju se direktno u voćnu pulpu

  16. Još u industriji: • Upotreba proteaza – renin iz četvrtog želuca teladi-primjena u pripravi sira, omekšavanju mesa, postizanju okusa u namirnicama-hidrolizira peptidnu vezu između fenilalaninskog i metioninskog ostatka • U proizvodnji šećera – invertaze i rafinaze, dekstranaze i alfa amilaze • U pivarstvu : dekstrini (daju punoću pivu i stabiliziraju pjenu), celulaze, papain (upotrebljava se u postfermentacijskom stupnju da bi se spriječilo pojavljivanje mutnoće ili taloga), glukoamilaza, fungalna alfa amilaza

  17. Enzimi u pekarstvu • Najčešće se koristi fungalna α-amilaza ili Taka-amilaza koje proizvodi Aspergilus Oryzae • Degradiraju oštećene granule škroba • Oslobađaju maltozu koju kvasci koriste kao izvor ugljika • Reduciraju viskoznost tijesta • Ostali enzimi :ksilanaze (reduciraju probleme vezane uz neujednačenost kvalitete brašna), oksidoreduktaze (utječu na volumen i teksturu proizvoda), lipaze (smanjuju čvrstoću kore), proteaze (povećavaju sposobnost ekspanzije glutenskog matriksa)

  18. UPORABA ENZIMA U DETERGENTIMA • 60% svih detergenata imaju enzime • Općenito detergenti s enzimom uklanjaju proteine s odjeće, mrlje od krvi, mlijeka, masti i voća puno efikasnije nego detergenti bez enzima • Najčešće se koriste proteaza i amilaza, a djelomično lipaza i celulaza • Svi enzimi koji se koriste moraju biti aktivni pri pH između 8 i 10,5 i temperaturi do 60⁰ • u detergentima za suđe koriste se amilaze, proteaze i lipaze

  19. ENZIMI ZA RAZGRADNJU ŠKROBA • α-amilaza je endohidrolaza i cijepa α-1,4 vezu bez određenog reda • β-amilaza je egzohidrolaza koja cijepa samo α-1,4 vezu i daje kao glavni produkt maltozu • Još neki od važnijih enzima za razgradnju škroba su glukoamilaza i pululanaza

  20. ENZIMI ZA RAZGRADNJU CELULOZE • Celulaza-enzim koji razgrađuje celulozu na monosaharidne (glukoza) i disaharidne (celobioza) jedinice • Uklanjaju celulozna vlakna oštećena pranjem i nošenjem, a pri tome ne oštećuju glavna celulozna vlakna

  21. MEDICINSKA PRIMJENA ENZIMA • Glavne primjene enzima u medicini su uglavnom povezane s uklanjanjem toksičnih tvari • Još u 19. stoljeću upotrebljavali su se pankreasni enzimi za uklanjanje probavnih smetnji • Danas se još primjenjuju: • Asparaginaza- u liječenju leukemije • Lizozim- kao antibiotik • Rodonaza- spriječava trovanje cijanidom • Ribonukleaza- antivirusno djelovanje • Tripsin- protuupalno djelovanje

More Related