CS275886B6 - Enzymový preparát na přípravu invertného cukru - Google Patents

Abstract

•Enzýmový preparát na přípravu invertného cukru enzýmovou hydrolýzou sacharózy. Preparát pozostáva z lyofilizovanej alebo sušenej frakcie buňkových stien kvasiniek Saccharomyces cerevisiae, ktorá představuje odpad pri izolácii rozpustných kvasničných bielkovín pře potravinářské účely po mechanickej dezintegrácii kvasiniek. Aktívnou zložkou preparátu je zvyšok cytoplazmy obsahujúci invertázu o enzýmovej aktivitě .100 až 4 000 jednotiek invertázy v 1 g lyofilizovaného preparátu. Aktívna zložka umožňuje jednoduchú přípravu invertného cukru vhodného na přípravu krmív pře jarně a jesenné podnecovanie včiel, pře prikrmovanie včiel v bezznáškovom období a v oplodničkoch a na zazimovanie. Krmivá sa dajú kombinovat’ s dalšími nutričnými a liečivými preparátmi.

Description

1 CS 275886 B 6

Vynález sa týká enzymového preparátu na přípravu invertného cukru,

Rieši využitie frakcií buňkových střen získaných po mechanickej dezintegrácíi kvasi-nek Saccharomyces cerevisiae za účelom izolácie rozpustných bielkovín pře humánnu výživu,ako enzýmového preparátu na přípravu invertného cukru hydrolýzou sacharózy a cukrového ces-ta vhodného na krmenie včiel. V poslednom období sine svedkami zvýšenej starostlivosti o včelstvá, ktorej súčasťouje krmenie včiel lačnými sacharidmi. V potravě včiel hrajú najdfiležitejšiu úlohu jednodu-ché šesťuhlíkaté sacharidy, D-glukóza a D-fruktóza, základné stavebné zložky disacharidusocharózy. Sacharóza je včelmi utilizovaná iba po predošlej hydrolýze na D-glukozu aD-fruktózu, ktorá se uskutečňuje enzýmom invertázou (EC 3.2.1.26). Invertázu vylučujúvčely do prijímanej potravy. Sacharóza sa používá na krmenie včiel v čase jarného a jesen-ného podnecovania, na prikrmovanie v bezznáškovom období a po vytočení medu na zazimova-nie.

Najvhodnejšími druhmi krmív sú tie, ktoré majú vláčnu konzistenciu, ako je napr. cu-kromedové cesto, na přípravu ktorého je potřebný med v množstve zhruba jednej čtvrtinyhmotnosti cesta. Vláčné cesto na krmenie včiel sa dá připravit’ z práškového cukru (sacha-rózy), ak sa med nahradí invertným cukrom. Invertný cukor sa připravuje chemickou aleboenzymatickou hydrolýzou sacharózy (Bacílek 3. a spol., 3. Apic. Res. 19, 187, 1980; Voja-kina A. E. a spol., PRI Patent No. 780 901, SU 676 370). Chemická hydrolýza sa katalyzujeorganickými alebo anorganickými kyselinami pri zvýšenej teplote, napr. kyselinou mliečnoupri 100 °C. Za určitý přísné kontrolovaných podmienok kyslá hydrolýza sacharózy vedie kuspokojivým 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 inver-tázy. Ako zdroj invertázy sa najčastějšie používajú pekárenské kvasinky. Invertáza sa v nichnachádza v periplazmatickom priestore pod buňkovou stěnou a na efektívnu hydrolýzu sacha-rózy je potřebné enzým z buniek uvolnit’. Obvyklou technikou přípravy invertného cukru po-mocou kvasiniek je zahrievanie zmesi sacharózy a droždia na teploty 60 až 100 °C, čímsa uvolní invertáza a zvýšením teploty sa rozklad sacharózy značné urýchli. Tento postupje energeticky náročný a vyžaduje prísnu kontrolu teploty a intenzívně miešanie zahrieva-ných zmesi. Výhodnějšie sú tie postupy, ktoré využívajú homogenáty kvasiniek připravenémechanickou dezintegráciou buniek, připadne centrifugáciou vyčírené extrakty buniek. Ho-mogenáty kvasiniek sa vo velkom meradle pripravujú za účelom izolácie vnútrobunkovýchbielkovín, ktoré sa dajú použit v potravinárskom priemysle ako doplnok ludskej výživy.Váčšina procesov získavania kvasničných homogenátov na přípravu bielkovín pře potravinář-ské účely je založená na mechanickej dezintegrácii kvasiniek skleněnými alebo kovovýmigulóčkami (tzv. balotínou)) Bielkoviny sa z homogenátov izolujú po odstranění buňkovýchstien, napr. centrifugáciou. Frakcia buňkových stien získaná v prevádzkových podmienkachmá tekutú konzistenciu v dósledku přítomnosti vysokého obsahu na invertázu bohatej cyto-plazmatickej tekutiny. Takže hladina invertázy v stenovej frakcii nie je ovela nižšia akov cytoplazme. Nepremytá frakcia buňkových stien kvasiniek představuje takto potenciálnyzdroj technickej invertázy, ktorá sa dá využit na přípravu invertného cukru pře včelárskeúčely. Invertný cukor sa dá připravit’ vo vysokej koncentraci!, ktorá umožňuje připravovatcukrové cesto, ktoré včely konzumujú a ktoré vyžaduje od včiel menšiu námahu na spracova-nie, než krmivá na báze čistej sacharózy.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že enzýmový preparát invertázy na přípravu invert-ného cukru pozostáva z frakcie buňkových stien kvasiniek Saccharomyces cerevisiae, obsa-hujúcej zvyšok cytoplazmy s invertázou o enzýmovej aktivitě 100 až 4 000 jednotiek inver-tázy v 1 g lyofilizovaného preparátu. Stěnová frakcia sa po izolácii, napr. centrifugáciou,buó lyofilizuje alebo suší a v pevnej formě sa uchovává, čím sa vylúči jej mikrobiálnakontaminácia a nároky na uchovávanie v zmrazenom stave. Využitie stenovej frakcie ako CS 275B86 B 6 2 zdroja invertázy na přípravu invertného cukru představuje vysoký stupeň zhodnotenia zatial’prakticky bezcenného materiálu. Výhodou použitia vyššie popísanej frakcie nepremytých buňkových stien kvasiniek napřípravu invertného cukru je to, že - sa jedná o výniniočne lačný zdroj invertázy; - enzýraový preparát je stahiiný v lyofilizovanom alebo suchotu stave počas skladovaniapri izbovej teplote; - preparát obsahuje okrem invertázy rad iných bielkovín, ktoré zvyšujú nutričnú hodno-tu včelám ponúkaného krmivá na báze invertného cukru; - přítomnost’ buňkových stien v preparáte umožňuje mikroskopická kontrolu původu invert-ného cukru, čím sa vylučujú možnosti jeho zneužitia na narúšanie prírodného medu; - umožňuje viesť přípravu invertného cukru v takých koncentrovaných roztokoch sacharó-zy, ktoré sú vhodné na přípravu cukrového cesta bez zahusťovania priamym miešaním s práškovým cukrom. Příklad 1

Suspenzia pekárenských kvasiniek obsahujúca 10 % objemových buniek sa dezlntegrujena prietokovom dezintegrátore FRYMA, typ MSM-12 pri prietoku 6 až 7 litrov/hod a 00 % obj.plnění dezintegračného priestoru balotínou o priemere 0,75 až 1 mm při otáčkách rotora3 000/min. Vytekajáca zmes sa centrifuguje pri 2 650 g po dobu 30 min a sediment pozostá-vajáci z buňkových stien a malej časti intaktných kvasiniek sa lyofilizuje. Lyofilizovanýpreparát sa použije na přípravu invertného cukru.

Sacharóza 2 kg sa rozpustí v 1,2 1 vody, roztok sa okyselí 5 až 10 ml octu na pH 4,5až 5,0 a přidá sa 5 až 10 g lyofilizovaného preparátu buňkových stien vopred suspendova-ných v malom objeme vody. Invertný cukor sa získá po 3 až 5 dňovej inkubácii při 24 °C a po 2 až 3 dňovej inkubácii při 37 °C. Tvorba invertného cukru sa sleduje polarimetricky.Příprava invertného cukru sa dá v letných mesiacoch realizovat’ bez spotřeby energie kde- kol’vek v teréne. Invertný cukor takto získaný je vhodný na přípravu cukrového cesta na krmenie 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 balo-tínou v dezintegrátore (FRYMA (Švajčiarsko), typ MSM - 65) a že miesto 1,2 1 vody sa sa-charóza rozpustí v 1,8 1 vody. Invetný cukor sa v tomto případe získá po kratšej době, po2 až 4 dňovej inkubácii při 24 °C a po 1 až 2 dňovej inkubácii při 37 °C. Roztok invetnéhocukru je vhodný na krmenie včiel v tekutom stave. Pre použitie invertného cukru v potra-vinárstve je nutné buňkové steny z něho odstrániť filtráciou. Cukrové cesto sa dá z taktovyrobeného invertu připravit’ iba po predošlom zahuštění, najlepšie vo vákuu pri zníženejteplote. Z celkového objemu třeba v takom případe odpařit’ přibližné 0,6 1 vody. Účinnost’ enzýmového preparátu sa hodnotí stanovením aktivity invertázy polarimetrickymeraním změny optickej otáčavosti čerstvého l%ného roztoku sacharózy v 0,05 M acetátovompufri o pH 4,6 pri 30 °C. Na základe změny optickej otáčavosti sa počítá množstvo hydroly-zovanej sacharózy. jednotka aktivity invertázy sa definuje ako také množstvo enzýmu, kto-ré katalyzuje za uvedených podmienok hydrolýzu 1 /umol sacharózy za 1 minutu. Připravený enzýmový preparát obsahoval 2 000 až 4 000 jednotiek invertázy na 1 gramlyofilizovaného preparátu. Na přípravu invertného cukru je ovšem možné použit’ i enzýmovýpreparát s ovel’a nižsou aktivitou, v podstatě od 100 jednotiek invertázy v 1 g lyofilizo-vaného alebo sušeného preparátu, samozřejmé při vel’kom predížení doby inkubácie. Preto jeekonomickéjšie používat’ preparát s vyššou enzýmovou aktivitou.

Claims (1)

1. 3 CS 275886 B 6 PATENTOVÉ NÁROKY Enzymový preparát na přípravu invertného cukru hydrolýzou sacharózy, vyznačujúci satým, že pozostáva z lyofilizovanej alebo sušenej frakcie nepremytých buňkových střen kva-siniek Saccharomyces cerevisiae obsahujúcej časť cytoplazmy s invertázou o enzýmovej akti-vitě 100 až 4 000 jednotiek invertázy v 1 g lyofilizovaného preparátu, pričom frakcia před-stavuje odpad po izolácii rozpuštěných kvasničných bielkovín pře potravinářské účely podezintegrácii buniek.