CS256857B1

CS256857B1 - Immobilized pectolytic enzymes

Info

Publication number: CS256857B1
Application number: CS851738A
Authority: CS
Inventors: Eva Stratilova; Lubomira Rexova-Benkova; Martin Capka
Original assignee: Eva Stratilova; Rexova Benkova Lubomira; Martin Capka
Priority date: 1985-03-12
Filing date: 1985-03-12
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS173885A1

Abstract

Imobilizovanó pektolytické enzymy endopolygalakturonasa, pektinesterasa a pektinasový komplex, které jsou vázány na porézní nebo neporézní keramický nosič obsahující povrchově chemicky vázanou 3-aminopropyl skupinu ošetřenou glutaraldehydem. Tyto imobilizované enzymy lze použít ke štěpení alfa-1,4 glykosidických vazeb a metylesterových vazeb v molekule ■ pektinu.Immobilized pectolytic enzymes endopolygalacturonase, pectinesterase and pectinase complex, which are bound to a porous or non-porous ceramic support containing a surface chemically bonded 3-aminopropyl group treated with glutaraldehyde. These immobilized enzymes can be used to cleave alpha-1,4 glycosidic bonds and methyl ester bonds in the pectin molecule.

Description

Vynález se týká imobilizovaných pektolytických enzymů.The invention relates to immobilized pectolytic enzymes.

Takové enzymy byly dosud imobilizovány na nerozpustné polymerní nosiče na bázi agarozy, celulózy, hydroxyalkylmetakrylátu po jejich aktivaci bromkyanem /např. Carbohyd. Res. 34,Such enzymes have heretofore been immobilized to insoluble polymeric carriers based on agarose, cellulose, hydroxyalkyl methacrylate upon activation with cyanogen bromide (e.g. Carbohyd. Res. 34,

233 (1974), Nahrung 22, 185 (1979), Collect. Czech. Chem. Commun. 45, 163 (1980)/, dále na póly(2,6-dimethylfenylenoxid), nebo na póly(6-kaprolaktam) po jejich aktivaci glutaraldehydem /A.O. 230 892, Biotechnol. Lett. 7, 99 (1985)/. Jiným způsobem imobilizace je adsorpce na polyetylentereftalát (1.0. 211 694).233 (1974), Nahrung 22: 185 (1979), Collect. Czech. Chem. Commun. 45, 163 (1980)], to poles (2,6-dimethylphenylene oxide), or poles (6-caprolactam) after their activation with glutaraldehyde (A.O. 230 892, Biotechnol. Lett. 7, 99 (1985)]. Another method of immobilization is adsorption to polyethylene terephthalate (1.0. 211 694).

Nevýhodou enzymů imobilizovaných na uvedených nosičích je nedostatečná mechanická stálost, nevýhodné hydrodynamické vlastnosti a mnohdy příliš vysoká cena, proto měly takto imobilizovarié enzymy v technické praxi dosud velmi omezené použiti.The disadvantages of the enzymes immobilized on the above-mentioned carriers are insufficient mechanical stability, disadvantageous hydrodynamic properties and often too high a price, therefore the immobilized enzymes have so far had very limited use in technical practice.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny podle vynálezu, jehož podstatou jsou imobilizované pektolytické enzymy vázané na porézní, nebo neporézni keramický nosič, obsahující chemicky vázanou 3-aminopropyl skupinu ošetřenou glutaraldehydem.These drawbacks are overcome according to the invention, which is based on immobilized pectolytic enzymes bound to a porous or non-porous ceramic carrier containing a chemically bound 3-aminopropyl group treated with glutaraldehyde.

Výchozí reaktanty pro přípravu látek podle vynálezu jsou snadno přístupné, nebot rozpust né pektolytické enzymy jsou běžně vyráběny pro použití v potravinářském průmyslu a uvedený nosič obsahující vázanou aminopropyl skupinu ošetřenou glutaraldehydem lze velmi snadno připravit reakci glutaraldehydu s keramickým nosičem obsahujícím povrchově vázanou aminoskupinu.The starting reactants for the preparation of the compounds of the invention are readily accessible, since soluble pectolytic enzymes are commonly produced for use in the food industry and said glutaraldehyde-treated aminopropyl-containing support containing carrier can readily be prepared by reacting glutaraldehyde with a surface-bound amino-containing ceramic support.

Rovněž vlastní imobilizace je velmi snadná a technicky nenáročná, spočívá v reakci rozpustného enzymu s nosičem v prostředí tlumívého roztoku o pH 5,0-7,5. Obvykle se používá teploty 10-40 °C, nižší teplota nežádoucím způsobem ovlivňuje rychlost reakce, vyšší naopak může způsobit, desaktivaci enzymu. Reakční doba se řídí především žádoucím stupněm konverse, teplotou a přebytkem enzymu, obvykle se pohybuje v rozmezí několika hodin do několika desítek hodin. Po skončené reakci se imobillzovaný enzym oddělí od reakční směsi výhodně filtrací, nebo dekantací, případně promyje vodou, nebo tlumivým roztokem.Also the immobilization itself is very easy and technically undemanding, it consists in the reaction of the soluble enzyme with the carrier in the buffer medium pH 5.0-7.5. Usually temperatures of 10-40 ° C are used, lower temperatures adversely affect the rate of reaction, higher conversions can cause enzyme deactivation. The reaction time is governed primarily by the desired degree of conversion, temperature, and excess of enzyme, usually in the range of several hours to several tens of hours. After the reaction is complete, the immobilized enzyme is separated from the reaction mixture, preferably by filtration or decantation, optionally washed with water or buffer.

Výhodou takto připravených imobilizovaných enzymů je kromě nízké ceny a snadné přípravy především skutečnost, že použitý nosič má rigidní strukturu, je mechanicky i tepelně velmi stálý, dále široký výběr velikostí a tvarů č‘ástic keramických materiálů umožňuje volit takovou strukturu základního nosiče, aby byly zaručeny velmi dobré hydrodynamické vlastnosti.The advantage of such prepared immobilized enzymes is, besides low cost and easy preparation, especially the fact that the used carrier has a rigid structure, is mechanically and thermally very stable, and a wide selection of sizes and shapes of particles of ceramic materials allows to choose such a basic carrier structure to guarantee very good hydrodynamic properties.

Imobilizované enzymy podle vynálezu lze použít ke štěpení alfa-1,4 glykosidických vazeb v molekule pektinu a k deesterifikaci pektinových látek.The immobilized enzymes of the invention can be used to cleave alpha-1,4 glycosidic bonds in a pectin molecule and to de-esterify pectin substances.

Dále uvedené příklady charakterizují imobilizované pektolytické enzymy podle vynálezu, aniž by jej vymezovaly, nebo omezovaly.The following examples characterize the immobilized pectolytic enzymes of the invention without limiting or limiting it.

Příklad 1 g keramického porézního nosiče obsahujícího povrchově vázané 3-aminopropyl skupiny ošetřené glutaraldehydem bylo suspendováno v 200 ml tlumivého roztoku o pH 6 a dále k němu přidáno 0,1 g endopolygalakturonasy rozpuštěné v 1 ml téhož tlumivého roztoku. Vzniklá suspen ze byla inkubována na třepačce po dobu 6 hodin. Imobillzovaný enzym byl odfiltrován a promyt tlumivým roztokem o pH 4,2. Během reakce nedošlo ke ztrátám nosiče a aktivita takto připravené imobilizované endopolygalakturonasy ve štěpení glykosidických vazeb pektanu sodného vykazovala 15 % aktivity rozpustné formy enzymu, její stabilita byla taková, že umožňovala několikanásobné použití.EXAMPLE 1 g of a ceramic porous carrier containing surface-bound 3-aminopropyl groups treated with glutaraldehyde was suspended in 200 ml of pH 6 buffer and 0.1 g of endopolygalacturonase dissolved in 1 ml of the same buffer was added thereto. The resulting suspension was incubated on a shaker for 6 hours. The immobilized enzyme was filtered off and washed with pH 4.2 buffer. There was no loss of carrier during the reaction and the activity of the thus prepared immobilized endopolygalacturonase in the digestion of glycosidic bonds of sodium pectan showed 15% of the activity of the soluble form of the enzyme, its stability being such that it allowed multiple uses.

Příklad 2Example 2

Příklad 1 byl zopakován s tím rozdílem, že místo endopolygalakturonasy bylo použito 0,1 g pektinesterasy mikrobiálního původu. Imobilizovaný enzym byl promyt tlumivým roztokem pH 4,6. Aktivita zmobilizované pektinesterasy v deestrifikaci pektinu vykazovala 11 % aktivity rozpustného enzymu.Example 1 was repeated except that 0.1 g of pectinesterase of microbial origin was used instead of endopolygalacturonase. The immobilized enzyme was washed with pH 4.6 buffer. The activity of the mobilized pectinesterase in the pectin deestrification showed 11% soluble enzyme activity.

Příklad 3Example 3

Příklad 1 byl zopakován s tím rozdílem, že místo endopolygalakturonasy bylo použito 0,1 g směsného pektolytického preparátu pektinasy obsahujícího endopolygalakturonasu, pektinesterasu a exopolygalakturonasu. Pektinasová aktivita imobilizovaného preparátu vykazovala 14 % aktivity rozpustného enzymu.Example 1 was repeated except that 0.1 g of a mixed pectolytic pectinase preparation containing endopolygalacturonase, pectinesterase and exopolygalacturonase was used instead of endopolygalacturonase. The pectinase activity of the immobilized preparation showed 14% soluble enzyme activity.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Immobilized pectolytic enzymes endopolygalacturonase, pectinesterase and pectinase complex obtainable by reaction with a porous or non-porous ceramic carrier containing a surface chemically bound 3-aminopropyl group treated with glutaraldehyde.