Фермента могут существенно отличаться от условий для оптимального
Режима синтеза биомассы. Поэтому условия среды в ходе протекания про-
Цесса ферментации контролируются и изменяются. Известны стадийные
Процессы в двух последовательных аппаратах. В первом создают условия
для развития мицелия; во втором – для синтеза и накопления фермента.
На промышленном уровне реализованы также проточные режимы, напри-
Мер, для получения глюкозоизомеразы с использованием бактериальной
Культуры Bacillus coagulans. Ферментацию проводят при дефиците глюко-
Зы и кислорода в среде (глюкозоизомераза ингибируется кислородом);
Максимальная продуктивность сохраняется длительное время, до 200 ч.
После завершения ферментации для предотвращения инактивации
ферментов культуральную жидкость охлаждают до 3–5°С и направляют
На обработку. После отделения мицелия культуральную среду освобож-
Дают от грубых взвешенных частиц и концентрируют под вакуумом или
Подвергают ультрафильтрации. В связи с термолабильностью многих
Ферментов процессы обработки ведут при контролируемых, часто пони-
Женных температурах. Глубокая очистка ферментов приводит к сущест-
Венной потере активности препаратов и также очень дорогостояща. Более
Того, высокоочищенные белки менее стабильны по сравнению с неочи-
Щенными. Поэтому при использовании растворимых ферментов редко
Пользуются полной очисткой. Тем более что в зависимости от сферы при-
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
Время, часы
сухой вес мицелия, г/100 мл
сухие вещества, %
активность α-амлазы, ед./1 мл
Рис. 3.1. Рост мицелия, образование α-амилазы и потребление субстрата
В глубинной культуре A. oryzae (по Р. В. Фениксовой, 1973).
1 – α-амилаза, 2 – мицелий, 3 – сухие вещества среды.
Менения требования к чистоте ферментных препаратов различны. Так, ряд
Ферментных препаратов, получаемых при поверхностной ферментации,
Выпускают в виде высушенных отрубей с остатками мицелия, а также вы-
Сушенных осадков белков или высушенных растворов. Товарные формы
Таких препаратов известны в виде сухих препаратов или растворов фер-
Ментов. Последние хранят при отрицательных температурах, с примене-
Нием стабилизаторов (соли кальция или магния, а также хлорид натрия,
Сорбит, бензоат и др.). Для получения очищенных препаратов ферментов
Применяют различные методы (осаждение солями или органическими
Растворителями, высаливание, сорбционную и хроматографическую очи-
Стку с использованием высокоселективных ионитов). Процесс завершает-
Ся стадией высушивания на распылительных или вакуумных аппаратах в
Щадящем температурном режиме, не допускающем больших потерь ак-
Тивности ферментов. После стандартизации продукт направляется потре-
Бителю.
ИММОБИЛИЗОВАННЫЕ ФЕРМЕНТЫ
Широкие перспективы открылись перед инженерной энзимологией в ре-
Зультате создания нового типа биоорганических катализаторов, так назы-
ваемых иммобилизованных ферментов. Термин «иммобилизованные фер-
менты» узаконен сравнительно недавно, в 1974 г. Сандэремом и Реем, хотя
Еще в 1916 г. Нельсон и Гриффи показали, что инвертаза, адсорбированная
На угле или алюмогеле, сохраняет свою каталитическую активность. Однако
Начало целенаправленных исследований, ориентированных на создание та-
Кого рода стабилизированных ферментных катализаторов, относится к сере-
Дине XX века, при этом широкий фронт работ и ощутимые успехи достиг-
нуты в последние 20–25 лет. Иммобилизация – это процесс прикрепления
Ферментов к поверхности природных или синтетических материалов, вклю-
Чение их в полимерные материалы, полые волокна и мембранные капсулы,
Поперечная химическая сшивка. Иммобилизацию также можно характери-
Зовать как физическое разделение катализатора и растворителя, в ходе кото-
Рого молекулы субстрата и продукта легко обмениваются между фазами.