Концентрирование ферментных растворов

Рис. 60. Принципиальная схема ультрафильтрационной установки для концентрирования ферментных растворов.

Использование направленного мутагенеза позволяет увеличить численность популяции микроорганизмов с высоким уровнем изменчивости, способных избирательно утилизировать те или иные химические загрязнения, т. е. создать культуры бактерий с заданными свойствами. В качестве мутагенов используют химические вещества, например, нитрозометилмочевину или диметпл-сульфат [34]. В активный ил, освобожденный от простейших, коловраток и других представителей фауны, не участвующих в первичной очистке на ферментном уровне, вносят раствор мутагена в буферном (например, фосфорном) растворе с pH 5,5—6,0 и выдерживают при комнатной температуре 3—24 сут. Затем добавляют концентрированный раствор щелочи и доводят pH до 8—9, в результате чего нитрозометилмочевина разлагается с образованием газа диазометана, который улетучивается, суспензия освобождается от мутагена. Для увеличения численности возникших мутантных форм обработанный ил помещают в питательную среду на 18 ч с аэрацией или без нее (в зависимости от того, какие формы являются более активными при разложении тех или иных загрязнений). После этого мутированный активный ил подают на очистные сооружения, присоединяя к имеющемуся там активному илу (в соотношении 1 1000). Возникающие при этом мутации с высокой ферментативной активностью на несколько месяцев увеличивают окислительную мощность очистных сооружений и глубину очистки сточных вод. Так, при очистке сточных вод производства эпоксидных смол степень очистки увеличивается с 68,6 до 95,1 % при очистке сточных вод, содержащих капро-лактам и замасливатель БВ, окислительная мощность аэротенка увеличивается в 1,5—2 раза. [c.38]

Огромное количество работ по очистке и фракционированию ферментов выполнено с применением сульфата аммония, который чрезвычайно эффективен в качестве осаждающего агента и в первую очередь вследствие своей хорошей растворимости, которая к тому же мало изменяется нри снижении температуры. Соль не только не оказывает денатурирующего действия на ферментные белки, но, наоборот, стабилизирует большинство из них. Поэтому при ее использовании нет надобности вести фракционирование системы при низкой температуре. Даже самые чистые препараты сульфата аммония имеют слабокислую реакцию и во всех случаях при использовании его необходим тщательный контроль pH в растворах. Обычно для того чтобы не увеличивать объемов при высаливаниях, вводят сухую соль или пользуются наиболее концентрированными, насыщенными растворами ее. Характеризуя концентрацию сульфата аммония при осаждении ферментных белков, ее часто выражают десятичной дробью, считая полное насыщение за 1,00. Иногда ту же величину показывают [c.147]

Концентрирование ферментных растворов обычно проводится перед кристаллизацией продукта и чаще всего ограничивается упариванием. Основным условием успешного проведения процесса является снижение температуры кипения и уменьшение длительности процесса, поэтому выпаривание обычно проводят не в циркуляционных, а в проточных выпарных аппаратах пленочного типа, вслед за которыми сразу же установлены холодильники для резкого снижения температуры и сокращения времени пребывания раствора в нагретом состоянии. При температуре кипения среды 25—35°С температура греющего пара может быть 60—85°С, для ускорения процесса параметры греющего пара можно было бы поднять до ЮО—120°С, однако температуру кипения раствора фермента тогда надо снизить до 20°С, т. е. обеспечить высокий вакуум. В производственных условиях не всегда возможно достичь глубокого вакуума, поэтому по- [c.128]

Производство ферментных препаратов грибного или бактериального происхождения базируется на следующих основных процессах культивировании продуцентов ферментов (ферментации) и очистке ферментных растворов (экстракта или культуральной жидкости) и их концентрировании, выделении ферментов с последующим высушиванием и стандартизации ферментного препарата. [c.5]

При получении фермеитных препаратов пз культу]) микроорганизмов неотъемлемой стадией технологического процесса является концентрирование ферментных растворов с применением таких методов, как вакуум-вьшарива ие, сублимационная сушка, сушка распылением, вымораживание, осаждение органическими растворителями или солями и ряд других. [c.286]

Из разработанных в СССР ультрафильтрационных установок следует выделить установку на основе плоскокамерных аппаратов с мембранными элементами прямоугольной формы. Рабочая поверхность применяемых мембран марки УАМ 150 составляет 28,5 м . Установка предназначена для концентрирования ферментных растворов или очистки сточных вод, содержащих высокомолекулярные органические вешества. [c.76]

Культуральную жидкость (после глубинного метода) или экстракт (после поверхностного культивирования) концентрируют в вакуум-выпарных установках (при этом может происходить инактивация ферментов). Концентрирование растворов ферментов осуществляют также с помощью ультрафильтрации (на полых волокнах или на мембранных фильтрах), что существенно уменьшает потери по сравнению с выпарными методами. Из водных растворов ферменты осаждаются с помощью органических растворителей или солей. Сухие ферментные препараты получают в результате распылительного высушивания (что также сопровождается инактивацией). [c.111]

КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ ФЕРМЕНТНЫХ РАСТВОРОВ [c.168]

Концентрирование растворов ферментов достигают, избавляясь прежде всего от балластных белков. Если фермент термостабилен, например рибонуклеаза, то от белков освобождаются нагреванием раствора. Осадок отделяют центрифугированием. Иногда от белков освобождаются денатурируя их кислотами или воздействуя на ферментный раствор хлороформом или смесью хлороформа и спирта при низкой температуре. [c.202]

Получение сиропов производится при сгущении отделенной от биомассы микроорганизма культуральной жидкости, содержащей фермент. В лабораторной практике и промьппленности существуют различные способы концентрирования, однако лишь некоторые из них могут быть использованы для сгущения ферментных растворов. [c.57]

Предназначены для концентрирования растворов ферментных препаратов методом улырафильтрации при температуре 0-40 °С и давлении 0,2 МПа. [c.412]

Процессы экстракции в фармацевтической промышленности на растительных и животных веществах, например алкалоидах, гормонах, наркотиках и т. д., часто осложняются цветными веществами, водорастворимыми полимерами и другими примесями, которые, если их не удалить, придают цвет продуктам или затрудняют их кристаллизацию. Во многих случаях простая ультрафильтрация акстракта через мембрану, проницаемую для продукта, но не проницаемую для загрязнений, дает чистый, бесцветный раствор, из которого легко получить высокочистый кристаллический продукт. При получении ферментных препаратов из культур микроорганизмов неотъемлемой стадией технологического процесса является концентрирование ферментных растворов с применением таких методов, как вакуум-выпаривание, сублимационная сушка, сушка распылением, вымораживание, охлаждение органическими растворителями или солями и др. В этих методах концентрирование раствора связано либо с действием температур, либо с глубокими изменениями физико-химических свойств ферментного раствора. [c.17]

Из сказанного выше ясно, что в любом случае сухой препарат фермента обладает гораздо большей устойчивостью, чем препарат, выпускаемый в виде сиропа, раствора и т. п. Кроме того, в растворах ферментные белки больше подвержены действию микроорганизмов. Известно также, что большинство белков более устойчиво в концентрированных растворах, чем в разбавленных. Существует много методов концентрирования белковых растворов. Для повышения стабильности, удобства транспортировки и т. д. эти методы желательно использовать, если, разумеется, это не противоречит данным общего экономического расчета. [c.168]

Применение избирательных органических реагентов и использование избирательных схем фотометрического определения элементов (здесь мы рассматриваем в основном редкие элементы) составит серьезную конкуренцию физическим и физико-химическим методам, видимо, еще по крайней мере на протяжении 20—30 лет. Преимущества фотометрических методов, не требующих сложной аппаратуры, очевидны чувствительность методов достаточно высока (молярные коэффициенты погашения для лучших реагентов составляют 50—150 тыс.), что позволяет определять от 100 до 0,01 мкг абсолютных количеств вещества или до 10" % элемента в объекте без отделения основы, до 10 %—применяя простые, экспрессные схемы отделения, и до 10 —10 % —с предварительным концентрированием определяемого элемента. Сложные схемы подготовки анализируемого материала, не пригодные для использования их в автоматических анализаторах, вряд ли найдут широкое применение. При содержании элемента менее 10" % применение обычных фотометрических методов оправдывается только в редких случаях. Следует, однако, отметить, что здесь мы совершенно не рассматриваем другие химические методы анализа, которые также связаны с изменением окраски растворов (реакции, основанные на каталитических явлениях, ферментный анализ и др.), которые, возможно, существенно изменят наши представления о соотношении между собою различных видов анализа. [c.124]

На рис. 26 показано изменение pH и коэффициента концентрирования амилазы в процессе десорбции. Коэффициент концентрирования К выражает отношение АС элюата к АС исходного ферментного раствора, т. е. показывает, во сколько раз увеличилась амилолитическая активность раствора. [c.89]

В лабораторной практике и промышленности существуют различные способы концентрирования, однако лишь некоторые из них могут быть использованы для сгущения ферментных растворов. [c.370]

После частичного удаления балластных белков для последующего концентрирования ферментов используют фракционирование растворами солей, например, сульфата аммония. В этом случае надо найти такую концентрацию солей, при которой неактивные белки коагулируют, а активный фермент остается в растворе. Осадок отделяют центрифугированием и после лиофилизации надосадочной жидкости получают ферментный препарат. [c.202]

Ход определения. Для определения крахмалистости зерна берут тонкий помол, который проходит через сито с отверстиями диаметром 0,5 мм. В стаканчике на аналитических весах взвешивают 3 г помола зерна и количественно переносят в мерную колбу на 200 мл. Стаканчик ополаскивают 2—3 раза небольшим количеством дистиллированной воды и ополоски сливают в колбу с навеской. Муку тщательно перемешивают с водой и после получения однородной суспензии в колбу быстро вливают горячую дистиллированную воду в таком количестве, чтобы общий объем воды и муки был около 100 мл. Полученную суспензию перемешивают и колбу помещают в бурнокипяшую водяную баню, где выдерживают 15 мин, все время энергично перемешивая содержимое. Затем клейстеризован-ный раствор кипятят в течение 15 мин при периодическом перемешивании, не допуская пригораиия. Раствор охлаждат до 63 С и в колбу добавляют 0,3 г концентрированного солодового ферментного препарата в виде водной суспензии. [c.129]

При концентрировании культуральной жидкости ее начальный объем уменьшился в 100 раз, а содержание сз хих веществ по сравнению с исходным раствором повысилось в 7,6 раза при этом глюкоамилазная активность возросла в 98,2 раза в единице объема. Благодаря тому, что в фильтрат ушла основная масса неактивного белка, удельная активность в концентрате повысилась в 6,1 раза. Таким образом, применение ультрафильтрации позволяет не только концентрировать ферментные растворы с полным сохранением их ферментативной активности, но и добиться (при наличии соответствующих мембран) значительной степени их очистки. [c.18]

Физический смысл выпаривания растворов — разделение их на две части воду, удаляемую в виде пара, и обогащенный растворимыми веществами концентрат. В ферментной промышленности широко распространен процесс концентрирования водных растворов под вакуумом. Так производят, например, сгущение водного экстракта из мицелия Asp. oryzae для получения препарата протеоризина. Большое количество ферментных препаратов производят с использованием способа вакуум-концентрирования. [c.371]

На экспериментальной установке НИИПОЛВ проверена мацерирующая способность двух партий жидкого препарата пектомацерина с минимальной (28,4 ед/мл) и максимальной (80 ед/мл) общей пектолитической активностью. Кроме того, изучена возможность повторного использования ферментного раствора для обработки льносоломы (табл. 63). Первоначально 15 л жидкого концентрированного препарата № 2 после 20-кратного разбавления водопроводной водой применяли для обработки 20,6 кг льносоломы (гидромодуль 1 14,6). Процесс мацерации льносоломы закончился за 22 ч. Органолептическая оценка тресты в конце процесса мацерации показала хорошую ломкость древесины, отделение у большинства стеблей лубяных волокон расщепленной лентой, небольшую придержь лубяных волокон в вершинной и комлевой частях у отдельных стеблей. В технологической жидкости происходило незначительное образование уксусной кислоты. Другие кислоты, обычно накапливающиеся при тепловой мочке льна (пропионо-вая, масляная, валериановая, изовалериановая), не образовывались. [c.197]

Все наши современные представления о свойствах тонопла-ста основываются, во-первых, на результатах ультраструктур-ных исследований и, во-вторых, на выявлении различий в составе вакуоли и цитоплазмы. Попытки выделить тонопласт иэ прочих мембранных фракций не имели успеха вплоть до недавнего времени, когда наконец удалось разработать методику отделения интактных вакуолей от остального клеточного содержимого (рис. 2.26). Первый этап этой процедуры сводится к получению сферических протопластов путем ферментативного переваривания клеточных стенок в высококонцентрированном растворе какого-нибудь осмотически активного вещества. Затем протопласты переносят в менее концентрированную (гипотоническую) среду. Здесь они поглощают воду, набухают и в конце концов разрываются, высвобождая вакуоли. После этого дифференциальным центрифугированием отделяют вакуоли от органелл и от инкубационной среды. Первые же анализы таких изолированных вакуолей показали, что в тонопласте сосредоточены ферменты, регулирующие транспорт солей, В настоящее время во многих лабораториях проводятся дополнительные эксперименты, цель которых состоит в том, чтобы определить характеристики проницаемости и ферментный состав тоноплас-та такого рода сведения значительно расширили бы наши представления о роли тонопласта в регуляции клеточного метаболизма. [c.60]

О пространственной структуре молекул ферментов известно пока мало. Считают, что количество спиральных участков в них невелико это было доказано методом рентгеноструктурного анализа для ряда белков, в частности яичного альбумина наиболее подробно — для лизоцима, а также для рибонуклеазы, а-химотрипсина. Сходные данные найдены и методом спектрополяри-метрии, например по Моффиту-Янгу (10—20—30%). Несомненно, что каждый ферментный белок обладает уникальной третичной структурой, где между спирализованными участками располагаются неспирализованные, количество которых велико и которые составляют значительную часть молекулы. Частицы многих ферментов состоят из нескольких (2—4) одинаковых субъединиц, связанных между собой различными способами (четвертичная структура). Часто они удерживаются вместе с помощью атомов металлов, коферментов. Разбавление во многих случаях приводит к диссоциации субъединиц, иногда же силы, связывающие их, более прочны и для этого требуется действие концентрированных растворов мочевины. Химотрипсин, например, находится в растворах чаще в виде димера, при разбавлении образуется мономер (Л1—23 000), а в концентрированных растворах содержится тример. Алкогольдегидрогеназа дрожжей при удалении из нее атомов цинка диссоциирует на четыре неактивные субъединицы (М = 36 000). [c.73]

Процедура очистки заключалась в следующем. Измель ченная растительная ткань вымачивалась и промывалась в щавелевой кислоте, затем промытый материал н йтрализова-ли баритом и жидкость обрабатывали до тех пор, пока она не становилась щелочной. Щелочные фракции уже содержали активный фермент. Полученный раствор фермента освобождали от барита и затем обрабатьшали спиртом для удаления муциноподобных веществ. После этого основная часть примесей удалялась адсорбцией на глиноземе в водном растворе. Фермент при этой операции оставался в растворе. После этого и начиналась собственно очистка препарата фермента. Она заключалась в ряде адсорбций из 50%-ного спиртового раствора. Фермент дважды адсорбировали глиноземом, а затем элюировали водой, насыщенной С02- Вторичную адсорбцию проводили на каолине с элюированием аммиачной водой. При этом происходило удаление углеводов. Затем осуществляли повторную адсорбцию на глиноземе. Последнюю адсорбцию проводили на гидрате окиси алюминия (двукратно). При этих адсорбциях уже наблюдалась значительная потеря активности, но элюат после осторожного концентрирования давал препарат с наивысшей из когда-либо ранее достигнутых активностью фермента. Однако эта активность соответствовала лишь приблизительно 0,01% всей активности исходного ферментного препарата—вытяжки. [c.138]

Другой тип ферментных систем, обеспечивающих непосредственное окисление субстратов с передачей атомов водорода на кислород, представлен медьсодержащими оксцдазами. Так как концентрированные растворы этих ферментов имеют синий цвет, их называют синими оксидазами . Характерным представителем этой группы оксидаз является аскорбатоксидаза—белок с М = 130000—140000, содержащий 8 атомов Си на молекулу и состоящий из двух равных субъединиц. Она открыта А. Сцент-Дьердьи (1928) и очищена X. Таубером (1938). Уравнение реакции окисления аскорбиновой кислоты приведено на с. 171. [c.414]