Липазные препараты представляют собой ферменты, используемые в различных отраслях промышленности, особенно в производстве моющих средств, таких как стиральные порошки и таблетки для посудомоечных машин. Основной технологической задачей при производстве этих препаратов является нахождение оптимального способа их концентрации и очистки, так как исходная жидкость для выращивания микроорганизмов часто имеет низкую ферментативную активность (когда ферментов недостаточно) и содержит значительное количество примесей. Это приводит к недостаточному качеству конечного продукта – моющие средства плохо справляются с удалением жировых пятен, а примеси значительно сокращают срок хранения. Исследователи Пермского Политеха разработали наиболее эффективный метод концентрации ферментов, который поможет решить эти проблемы.
Статья вышла в журнале «Химия. Урбанистика» №1 за 2024 год. Исследование было проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Культуральная жидкость представляет собой питательную среду, в которой дрожжи развиваются и вырабатывают ферменты. Она содержит разнообразные компоненты, включая питательные вещества. В эту жидкость добавляют концентрирующие агенты, цель которых — увеличить концентрацию ферментов, чтобы в конечном продукте их стало больше и избежать попадания нежелательных примесей. По завершении процесса выращивания компоненты разделяются, в результате чего получается дрожжевая биомасса и жидкая фаза с ферментами. Последние требуют очистки для улучшения качества и безопасности продукта, а также для продления сроков хранения.
Исследователи Пермского Политеха выявили концентрирующий агент, который может повысить ферментную активность более чем в два раза. Эксперимент проводился на дрожжах Y. Lipolytica, которые являются одними из наиболее изученных "производителей" липазных ферментов.
Культуру выращивали в колбах на протяжении трех суток с концентрацией глицерина 1,5 масс. % при постоянном перемешивании. Полученную жидкость очистили от клеток микроорганизмов и примесей методом фильтрации. После этого в качестве концентрирующих агентов были протестированы три раствора: сульфат аммония, этанол и изопропанол.
– На основании экспериментальных данных можно заключить, что наименьшая эффективность наблюдалась при использовании изопропанола. Начальные показатели липазной активности (0,1 мкмоль) увеличились всего в 1,5 раза, составив 0,15 мкмоль. Добавление этанола позволило достичь значения 0,18 мкмоль. Лучший результат был получен с использованием метода высаливания с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Увеличение концентрации раствора в два раза привело к росту липазной активности до 2,8, что позволяет рекомендовать этот метод как наиболее подходящий для получения ферментных препаратов, – отметила Ирина Пермякова, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Исследования, проведенные учеными ПНИПУ, помогут разработать препараты с повышенной ферментативной активностью на единицу массы и хорошей стабильностью. Это существенно повысит эффективность ферментов в моющих средствах, стиральных порошках и других продуктах. Кроме того, полученные результаты будут полезны в таких отраслях, как хлебопечение, сыроварение, текстильная и кожевенная промышленность, а также в производстве косметики, медицине и фармацевтике.
По материалам пресс-службы ПНИПУ.