CS275886B6 - Enzymový preparát na přípravu invertného cukru - Google Patents

Description

Vynález sa týká enzýmového preparátu na přípravu invertného cukru,

Rieši využitie frakcií buňkových stien získaných po mechanickej dezintegrácíi kvasinek Saccharomyces cerevisiae za účelom izolácie rozpustných bielkovín pře humánnu výživu, ako enzýmového preparátu na přípravu invertného cukru hydrolýzou sacharózy a cukrového cesta vhodného na krmenie včiel.

V poslednom období sme svedkami zvýšenej starostlivosti o včelstvá, ktorej súčastou je krmenie včiel lačnými sacharidmi. V potravě včiel hrajú najdfiležitejšiu úlohu jednoduché šestuhlíkaté sacharidy, D-glukóza a D-fruktóza, základné stavebné zložky disacharidu socharózy. Sacharóza je včelmi utilizovaná iba po predošlej hydrolýze na D-glukozu a D-fruktózu, ktorá se uskutečňuje enzýmom invertázou (EC 3.2.1.26). Invertázu vylučujú včely do prijímanej potravy. Sacharóza sa používá na krmenie včiel v čase jarného a jesenného podnecovania, na prikrmovanie v bezznáškovom období a po vytočení medu na zazimovanie.

Najvhodnejšínii druhmi krmív sú tie, ktoré majú vláčnu konzistenciu, ako je napr. cukromedové cesto, na přípravu ktorého je potřebný med v množstve zhruba jednej štvrtiny hmotnosti cesta. Vláčné cesto na krmenie včiel sa dá připravit’ z práškového cukru (sacharózy), ak sa med nahradí invertným cukrom. Invertný cukor sa připravuje chemickou alebo enzymatickou hydrolýzou sacharózy (Bacílek 3. a spol., 3. Apic. Res. 19, 187, 1980; Vojakina A. E. a spol., PRI Patent No. 780 901, SU 676 370). Chemická hydrolýza sa katalyzuje organickými alebo anorganickými kyselinami pri zvýšenej teplote, napr. kyselinou mliečnou pri 100 °C. Za určitý přísné kontrolovaných podmienok kyslá hydrolýza sacharózy vedle k uspokojivým výsledkom. Vo váčšine prípadov však chemická hydrolýza vedie k dekompozici! časti sacharidov za tvorby látok, ktoré sú pre včely toxické, napr. 5-hydroxymethyl-2-furaldehyd (HMF).

K tvorbě toxických látok nedochádza při enzýmovej hydrolýze sacharózy účinkom invertázy. Ako zdroj invertázy sa najčastějšie používajú pekárenské kvasinky. Invertáza sa v nich nachádza v periplazmatickom priestore pod buňkovou stěnou a na efektívnu hydrolýzu sacharózy je potřebné enzým z buniek uvolnit’. Obvyklou technikou přípravy invertného cukru pomocou kvasiniek je zahrievanie zmesi sacharózy a droždia na teploty 60 až 100 °C, čím sa uvolní invertáza a zvýšením teploty sa rozklad sacharózy značné urýchli. Tento postup je energeticky náročný a vyžaduje prísnu kontrolu teploty a intenzívně miešanie zahrievaných zmesi. Výhodnějšie sú tie postupy, ktoré využívajú homogenáty kvasiniek připravené mechanickou dezintegráciou buniek, připadne centrifugáciou vyčírené extrakty buniek. Homogenáty kvasiniek sa vo velkom meradle pripravujú za účelom izolácie vnútrobunkových bielkovín, ktoré sa dajú použit v potravinárskom priemysle ako doplnok ludskej výživy. Váčšina procesov získavania kvasničných homogenátov na přípravu bielkovín pře potravinářské účely je založená na mechanickej dezintegrácii kvasiniek skleněnými alebo kovovými gulóčkami (tzv. balotínou)) Bielkoviny sa z homogenátov izolujú po odstranění buňkových stien, napr. centrifugáciou. Frakcia buňkových stien získaná v prevádzkových podmienkach má tekutú konzistenciu v dósledku přítomnosti vysokého obsahu na invertázu bohatej cytoplazniatickej tekutiny. Takže hladina invertázy v stenovej frakcii nie je ovela nižšia ako v cytoplazme. Nepremytá frakcia buňkových stien kvasiniek představuje takto potenciálny zdroj technickej invertázy, ktorá sa dá využit na přípravu invertného cukru pře včelárske účely. Invertný cukor sa dá připravit’ vo vysokej koncentrácii, ktorá umožňuje připravovat’ cukrové cesto, ktoré včely konzumujú a ktoré vyžaduje od včiel menšiu námahu na spracovanie, než krmivá na báze čistej sacharózy.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že enzýmový preparát invertázy na přípravu invertného cukru pozostáva z frakcie buňkových stien kvasiniek Saccharomyces cerevisiae, obsahujúcej zvyšok cytoplazmy s invertázou o enzýmovej aktivitě 100 až 4 000 jednotiek invertázy v 1 g lyofilizovaného preparátu. Stěnová frakcia sa po izolácii, napr. centrifugáciou, buň lyofilizuje alebo suší a v pevnej formě sa uchovává, čím sa vylúči jej mikrobiálna kontaminácia a nároky na uchovávanie v zmrazenom stave. Využitie stenovej frakcie ako

CS 275886 8 6 zdroja invertázy na přípravu invertného cukru představuje vysoký stupeň zhodnotenia zatial’ prakticky bezcenného materiálu.

Výhodou použitia vyššie popísanej frakcie nepremytých buňkových stien kvasiniek na přípravu invertného cukru je to, že

- sa jedná o výnimočne lačný zdroj invertázy;

- enzýmový preparát je stabilný v lyofilizovanum alebo suchotu stave počas skladovania pri izbovej teplote;

- preparát obsahuje okrem invertázy rad iných bielkovín, ktoré zvyšujú nutričnú hodnotu včelám ponúkaného krmivá na báze invertného cukru;

- přítomnost’ buňkových stien v preparáte umožňuje mikroskopické kontrolu původu invertného cukru, čím sa vylučujú možnosti jeho zneužitia na narúšanie prírodného medu;

- umožňuje viesť přípravu invertného cukru v takých koncentrovaných roztokoch sacharózy, ktoré sú vhodné na přípravu cukrového cesta bez zahusťovania priamym miešaním s práškovým cukrom.

Příklad 1

Suspenzia pekárenských kvasiniek obsahujúca 10 % objemových buniek sa dezintegruje na prietokovom dezintegrátore FRYMA, typ MSM-12 pri prietoku 6 až 7 litrov/hod a 80 % obj. plnění dezintegračného priestoru balotíncu o priemere 0,75 až 1 mm při otáčkách rotora 3 000/niin. Vytekajúca zmes sa centrifuguje pri 2 650 g po dobu 30 min a sediment pozostávajúci z buňkových stien a malej časti intaktných kvasiniek sa lyofilizuje. Lyofilizovaný preparát sa použije na přípravu invertného cukru.

Sacharóza 2 kg sa rozpustí v 1,2 1 vody, roztok sa okyselí 5 až 10 nil octu na pH 4,5 až 5,0 a přidá sa 5 až 10 g lyofilizovaného preparátu buňkových stien vopred suspendovaných v malom objeme vody. Invertný cukor sa získá po 3 až 5 dňovej inkubácii při 24 °C a po 2 až 3 dňovej inkubácii pri 37 °C. Tvorba invertného cukru sa sleduje polarinietricky. Příprava invertného cukru sa dá v letných mesiacoch realizovat’ bez spotřeby energie kdekol’vek v teréne. Invertný cukor takto získaný je vhodný na přípravu cukrového cesta na krtiienie včiel miešaním so 6 až 8 kg práškového cukru.

Příklad 2

Postupuje sa tak ako v příklade 1 s tým rozdielom, že kvasinky sa dezintegrujú balotínou v dezintegrátore (FRYMA (Švajčiarsko), typ MSM - 65) a že miesto 1,2 1 vody sa sacharoza rozpustí v 1,8 1 vody. Invetný cukor sa v tomto případe získá po kratšej době, po 2 až 4 dňovej inkubácii při 24 °C a po 1 až 2 dňovej inkubácii pri 37 °C. Roztok invetného cukru je vhodný na krmenie včiel v tekutom stave. Pře použitie invertného cukru v potravinárstve je nutné buňkové steny z něho odstranil’ filtráciou. Cukrové cesto sa dá z takto vyrobeného invertu připravit’ iba po predošlom zahuštění, najlepšie vo vakuu pri zníženej teplote. Z celkového objemu třeba v takom případe odpařit’ přibližné 0,6 1 vody.

Účinnost’ enzýmového preparátu sa hodnotí stanovením aktivity invertázy polarinietricky meraním změny optickej otáčavosti čerstvého l%ného roztoku sacharózy v 0,05 M acetátovom pufri o pH 4,6 pri 30 °C. Na základe změny optickej otáčavosti sa počítá množstvo hydrolyzovanej sacharózy. jednotka aktivity invertázy sa definuje ako také množstvo enzýmu, ktoré katalyzuje za uvedených podmienok hydrolýzu 1 yumol sacharózy za 1 minutu.

Připravený enzýmový preparát obsahoval 2 000 až 4 000 jednotiek invertázy na 1 gram lyofilizovaného preparátu. Na přípravu invertného cukru je ovšem možné použit’ i enzýmový preparát s ovel’a nižšou aktivitou, v podstatě od 100 jednotiek invertázy v 1 g lyofilizovaného alebo sušeného preparátu, samozřejmé při velkom predížení doby inkubácie. Preto je ekonomickéjšie používat’ preparát s vyššou enzýmovou aktivitou.

Claims (1)

1. Enzymový preparát na přípravu invertného cukru hydrolýzou sacharózy, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z lyofilizovanej alebo sušenej frakcie nepremytých buňkových střen kvasiniek Saccharomyces cerevisiae obsahujúcej část cytoplazmy s invertázou o enzýmovej aktivitě 100 až 4 080 jednotiek invertázy v 1 g lyofilizovaného preparátu, pričom frakcia představuje odpad po izolácii rozpuštěných kvasničných bielkovín pře potravinářské účely po dezintegrácii buniek.