Определение целесообразности предварительной декатионизации растительного сырья для ферментативной фрагментации протопектинового комплекса

Abstract

Введение. Использование ферментных препаратов для обработки растительного сырья налагает некоторые ограничения, определяемые структурой молекул ферментов и свойствами среды. Одним из основных лимитирующих факторов является возможное присутствие в среде ингибитора, подавляющего каталитическую активность. Потенциальным ингибитором могут являться катионы поливалентных металлов, поэтому определение целесообразности декатионизации среды перед ферментативной обработкой является актуальным.Цель. Целью работы является разработка подхода к определению целесообразности предварительной декатионизации сырья перед ферментативным процессом.Методы и инструменты. В качестве субстрата использовали негранулированный сухой немелассированный свекловичный жом. Ферментативную обработку проводили гомоферментным препаратом рамногалактуронан лиазного действия в концентрации 0,00, 0,05, 0,1, 0,2, 0,4 и 0,8% от массы сухого субстрата. Предварительную обработку набухшего сырья поводили 0,00, 0,20, 0,50 и 0,91 ед. от 2,87 % водного раствора комплексона (ЭДТА). Фактором отклика была удельная электрическая проводимость. Ферментативный процесс проводили при температуре 45 оС течение 8 часов. Аппроксимацией экспериментальных данных для каждого варианта исследований получали математическое описание динамик ферментативного процесса.Результаты. По характеру зависимости обратных кинетических показателей было установлено, что в пределах каждой концентрации ферментного препарата значение асимптотического темпа процесса Vmax = const, а константа Михаэлиса Km непрерывно увеличивается. Для комплексной оценки исследуемых динамик была разработана система критериев, включающая критерий изменчивости константы Михаэлиса Q(Km), дискретный критерий оптимальности Z, комплексный критерий оптимальности декатионизации F и критерий оценки Q, сопровождаемые 4 постулируемыми условиями оптимизации.Выводы. В результате разработанная система критериев позволяет решать сразу три задачи – определение целесообразности предварительной декатионизации, оптимальные концентрации комплексона и гомоферментного препарата.