FI60103C - FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV GENOM UPPHETTNING STERILISERAD MJOELK MED SULFHYDRYLOXIDAS I OCH FOER FOERBAETTRING AV MJOELKENS SMAK - Google Patents
FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV GENOM UPPHETTNING STERILISERAD MJOELK MED SULFHYDRYLOXIDAS I OCH FOER FOERBAETTRING AV MJOELKENS SMAK Download PDFInfo
- Publication number
- FI60103C FI60103C FI772985A FI772985A FI60103C FI 60103 C FI60103 C FI 60103C FI 772985 A FI772985 A FI 772985A FI 772985 A FI772985 A FI 772985A FI 60103 C FI60103 C FI 60103C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- enzyme
- milk
- immobilized
- taste
- sulfhydryl oxidase
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dairy Products (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Description
i l rftl KUULUTUSJULKAISU , - „ Λ _ J^^Ta ^ ( 1) UTLÄGCN I NGSSKRIFT ^ Ο 1 Ο 3i l rftl ADVERTISEMENT, - „Λ _ J ^^ Ta ^ (1) UTLÄGCN I NGSSKRIFT ^ Ο 1 Ο 3
Patent ceddelat ^ * ' (51) Kv.«k.3/int.a.3 A 23 C 3/02 SUOM I — FI N LAN D (21) '’«•"«fh.k.mu.-Pit«ittnseknln| 772985 (22) Htkemitpllvt —Aiweknlnpd·! 10.10.77 (23) Alkupllvi — Glltlf h«tsdi| 10 77 (41) Tullut JulkiMktl — Bllvlt off«mll| -,-, nh 7ηPatent ceddelat ^ * '(51) Kv. «K.3 / int.a.3 A 23 C 3/02 ENGLISH - FI N LAN D (21)' '« • "« fh.k.mu.-Pit «Ittnseknln | 772985 (22) Htkemitpllvt —Aiweknlnpd ·! 10.10.77 (23) Alkupllvi - Glltlf h« tsdi | 10 77 (41) Tullut JulkiMktl - Bllvlt off «mll | -, -, nh 7η
Patentti- ja rekisterihallitut .... , , . , _ . . (44) Nlhtlvlkslpsnoo Jt kuuLjulktltun pvm. — noPatent and Registration Holders ....,,. , _. . (44) Nlhtlvlkslpsnoo Jt moonLjulktltun datm. - no
Patent-och registerstyrelsen Ansökan utlajd och utUkrlftan publkarad 31.0Ö.Ö1 (32)(33)(31) Pyyhitty etuoikeus— B*flrd pdoritet (71) Brik Pak Inc., 2775 Villa Creek Drive, Dallas, Texas 75231, USA(US) (72) Harold E. Swaisgood, Raleigh, North Carolina, USA(US) (7U) Oy Kolster Ab (5I) Menetelmä kuumentamalla steriloidun maidon käsittelemiseksi sulfhydryyli- oksidaasilla tarkoituksena parantaa maidon makua - Förfarande för behanöling av genom upphettning steriliserad mjölk med sulfhydryloxidas i och för förbättring av mjölkens smak Tämän keksinnön kohteena on menetelmä maidon käsittelemiseksi tarkoituksena parantaa sen makua, joka maito on steriloitu kuumentamalla sitä noin 120°C:een noin 4 sekunnin ajan, mikä riittää aiheuttamaan maidolle keitetyn maun, jolloin mainittu lämpökäsitelty maito saatetaan kosketukseen kiinteälle aineelle immobilisoidun sulfhydryylioksidaasientsyymin kanssa.Patent and Registration Authorities Ansökan utlajd och utUkrlftan publkarad 31.0Ö.Ö1 (32) (33) (31) Revoked Privilege— B * flrd pdoritet (71) Brik Pak Inc., 2775 Villa Creek Drive, Dallas, Texas 75231, USA ) (72) Harold E. Swaisgood, Raleigh, North Carolina, USA (US) (7U) Oy Kolster Ab (5I) Method for treating sterilized milk by heating with sulphhydryl oxidase to improve the taste of the milk - Förfarande för behanöling av genom upphettning steriliserad mjölk med sulh The present invention relates to a method of treating milk to improve its taste, which milk has been sterilized by heating it to about 120 ° C for about 4 seconds, which is sufficient to impart a boiled taste to the milk, wherein said heat-treated milk is contacted with a solid. with a sulfhydryl oxidase enzyme immobilized on the substance.
Maidossa olevan entsyymin, joka katalysoi kysteiinin, glutationin (GSH) ja maitoproteiinien sulfhydryyliryhmien hapetusta vastaaviksi disulfideiksi, ovat osoittaneet Freidrick Kiermeier ja Ernst Petz, Z, Lebensm, -Unters.-Forsch., Voi. 132, s. 342-351 (1967) ja Voi. 134, s. 97-102 ja 149-156 (1967)). Tämän reaktion oletettiin olevan 2 RSH + 1/2 02 -> RSSR + H20 60105 joten he kutsuivat entsyymiä sulfhydryylioksidaasiksi.An enzyme in milk that catalyzes the oxidation of cysteine, glutathione (GSH), and sulfhydryl groups in milk proteins to the corresponding disulfides has been shown by Freidrick Kiermeier and Ernst Petz, Z, Lebensm, -Unters.-Forsch., Vol. 132, pp. 342-351 (1967) and Vol. 134, pp. 97-102 and 149-156 (1967)). This reaction was assumed to be 2 RSH + 1/2 O 2 -> RSSR + H 2 O 60105 so they called the enzyme sulfhydryl oxidase.
Kiermeier ja Petz saivat entsyymivalmisteen kuoritun maidon herafraktiosta. Heidän yrityksensä sulfhydryylioksidaasin puhdistamiseksi ja eristämiseksi eivät onnistuneet. Myöhemmin on keksitty menetelmä sulfhydryylioksidaasientsyymin eristämiseksi ja puhdistamiseksi maidosta. Sulfhydryylioksidaasin on havaittu katalysoivan sekä pienimolekyylisten yhdisteiden että proteiinien sulfhydryyli-ryhmien hapettumista hapen vaikutuksesta. Sekä lähes puhtaassa että immobilisoidussa muodossa oleva entsyymi on havaittu käyttökelpoiseksi käsiteltäessä maitoa tarkoituksena poistaa keitetty maku.Kiermeier and Petz obtained an enzyme preparation from the whey fraction of skimmed milk. Their attempts to purify and isolate sulfhydryl oxidase failed. A method for isolating and purifying the sulfhydryl oxidase enzyme from milk has subsequently been invented. Sulfhydryl oxidase has been found to catalyze the oxidation of both small molecule compounds and sulfhydryl groups of proteins by oxygen. The enzyme, in both near-pure and immobilized form, has been found to be useful in treating milk to remove boiled flavor.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että maito saatetaan kosketukseen entsyymin kanssa lämpötilassa 20-45°C, edullisesti 30-35°C, että mainittu kiinteä aine, johon sulfhydryy-lioksidaasientsyymi on immobilisoitu, yhdessä entsyymin kanssa steriloidaan ennen maidon käsittelyä, sekä että sterilointi suoritetaan nesteellä tai kaasulla ilman että entsyymin lämpötila oleellisesti nousee.The method according to the invention is characterized in that the milk is contacted with the enzyme at a temperature of 20-45 ° C, preferably 30-35 ° C, that said solid to which the sulfhydryl oxidase enzyme is immobilized is sterilized together with the enzyme before the milk is treated, and sterilization is performed liquid or gas without a substantial rise in the temperature of the enzyme.
Sulfhydryylioksidaasin eristäminenIsolation of sulfhydryl oxidase
Ensimmäisessä vaiheessa käsittelemättömästä täysmaidosta poistetaan rasva, Saadusta rasvattomasta maidosta poistetaan kaseiini-fraktio koaguloimalla renniinilla. Hera otetaan talteen, jäähdytetään ja kaadetaan ammoniumsuifaatin puoliksi kyllästettyyn liuokseen entsyymifraktion saostamiseksi.In the first step, the untreated whole milk is defatted. The casein fraction obtained from the skimmed milk is coagulated with rennin. The whey is collected, cooled and poured into a half-saturated solution of ammonium sulfate to precipitate the enzyme fraction.
Saatu entsyymifraktio liuotetaan laimeaan, neutraaliin puskuri-liuokseen (esim. fosfaattipuskuriin) entsyymin stabiloimiseksi.The resulting enzyme fraction is dissolved in a dilute, neutral buffer solution (e.g., phosphate buffer) to stabilize the enzyme.
Sitten entsyymiliuoksen annetaan asettua tasapainoon (entsyymi dissosioituu sangen hitaasti), mieluiten jäähdyttäen.The enzyme solution is then allowed to equilibrate (the enzyme dissociates quite slowly), preferably under cooling.
Entsyymin erottamiseksi suuremman molekyylipainon omaavasta aineksesta liuosta käsitellään esim, sentrifugoimalla, Liuosta sentrifugoitaessa entsyymi poistuu päällä olevan nesteen mukana.To separate the enzyme from the higher molecular weight material, the solution is treated, e.g., by centrifugation. Upon centrifugation of the solution, the enzyme is removed with the supernatant.
Tämä konsentroidaan proteiinipitoisuuteen n, 2,5-3,5 % esim. ultra-suodattamalla, On osoittautunut välttämättömäksi saavuttaa pitoisuus n. 2,5 % entsyymimolekyylikoon lisäämiseksi uudelleenliittymisen kautta, Entsyymifraktio eristetään esim, sentrifugoimalla, jolloin se erottuu pienemmän molekyylipainon omaavasta aineksesta. Sakka pelletin muodossa eristetyn entsyymifraktion ominaisaktiivisuus on vähintään n, 1400 kertaa suurempi kuin kuoritussa maidossa olevan entsyymin aktiivisuus.This is concentrated to a protein content of n, 2.5-3.5% e.g. by ultrafiltration. It has proved necessary to achieve a content of about 2.5% to increase the enzyme molecular size by recombination. The enzyme fraction is isolated e.g. by centrifugation to separate it from the lower molecular weight material. The specific activity of the enzyme fraction isolated in the form of a pellet is at least n, 1400 times higher than the activity of the enzyme in skimmed milk.
-v v .-v v.
3 601033 60103
Entsyymin ominaisaktiivisuutta voidaan parantaa liuottamalla edellä mainittu sakkapelletti neutraaliin puskuriliuokseen n. kaksinkertaisesti laimentaen (nesteiden tilavuuden mukaan) ja erottamalla entsyymi muodostuneesta liuoksesta, jolloin saadaan entsyymivalmiste, jonka ominaisaktiivisuus on jopa 3000 kertaa suurempi kuin kuoritussa maidossa olevan entsyymin aktiivisuus.The specific activity of the enzyme can be improved by dissolving the above precipitate pellet in a neutral buffer solution at about twice the dilution (according to the volume of the liquids) and separating the enzyme from the resulting solution to give an enzyme preparation with a specific activity up to 3000 times higher than skimmed milk.
Eristettyä, lähes puhdasta sulfhydryylioksidaasia voidaan varastoida pitkiä aikoja n, 4°C:ssa ilman merkittävää aktiivisuus-hukkaa. Edullisinta on kuitenkin muuttaa entsyymi immobilisoituun muotoon, koska siten se voidaan helposti eristää reaktion päätyttyä.Isolated, near-pure sulfhydryl oxidase can be stored for long periods of time at about 4.4 ° C without significant loss of activity. However, it is most preferable to convert the enzyme to an immobilized form, as this can be easily isolated after completion of the reaction.
Entsyymin immobilisointi suoritetaan esim. adsorboimalla entsyymi liukenemattomaan kantajaan, pidättämällä tai sulkeuttamalla se geelimatriiseihin, kytkemällä se kemiallisin kovalenttisidoksin liukenemattomiin alusta-aineisiin tai silloittamalla entsyymimolekyy-li molekyylin sisäisesti.Immobilization of the enzyme is accomplished, e.g., by adsorbing the enzyme onto an insoluble carrier, retaining or enclosing it in gel matrices, attaching it to chemical insoluble supports, or crosslinking the enzyme molecule intramolecularly.
Suositeltava tapa eristetyn sulfhydryylioksidaasin immobili-soimiseksi on entsyymin kiinnittäminen lasihelmiin, Sopivaa menetelmää on kuvattu julkaisussa Biochim. Biophys, Acta, s. 243-256 (1974). Koska immobilisoitu sulfhydryylioksidaasi on herkkä bakteereille, lämmölle ja pH:lle, on tärkeää, että varastoitaessa entsyymi suojataan hyvin. Mieluiten immobilisoitua sulfhydryylioksidaasia säilytetään neutraalissa puskuriliuoksessa (fosfaattipuskurissa) jäähdytettynä,A preferred way to immobilize isolated sulfhydryl oxidase is to attach the enzyme to glass beads. A suitable method is described in Biochim. Biophys, Acta, pp. 243-256 (1974). Because immobilized sulfhydryl oxidase is sensitive to bacteria, heat, and pH, it is important that the enzyme be well protected during storage. Preferably, the immobilized sulfhydryl oxidase is stored refrigerated in a neutral buffer solution (phosphate buffer),
Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä.The following examples illustrate the invention.
Esimerkki 1Example 1
Lehmän maidosta saatu raaka sulfhydryylioksidaasi puhdistettiin seuraavan menetelmän avulla, Tähän eristysmenetelmään valittiin entsyymin konsentraatiosta riippuva liittymisdissosiaatio. Lähtöaineet ja reagenssit: iltapäivälypsyn yhteydessä saatu lehmän täysmaito (otettiin suoraan lasisäiliöihin ja jäähdytettiin välittömästi 4°C:een ja varastoitiin tässä lämpötilassa), entsyymilaatua oleva sakkaroosi ja ammoniumsulfaatti, valmistaja Schwartz/Mann, akryyliamidi, Ν,Ν'-metyleenibisakryyliamidi, N,N,N’,N'-tetra-metyylietyleenidiamiini, 2-merkaptoetanoli ja natriumdodekyyli-sulfaatti, valmistaja Eastman (Rochester, N.Y.),The crude sulfhydryl oxidase obtained from cow's milk was purified by the following method. For this isolation method, the concentration-dependent binding dissociation of the enzyme was chosen. Starting materials and reagents: whole cow's milk from afternoon milking (taken directly in glass containers and immediately cooled to 4 ° C and stored at this temperature), enzyme-grade sucrose and ammonium sulphate, manufactured by Schwartz / Mann, acrylamide,,, Ν'-methyleneib , N ', N'-tetramethylethylenediamine, 2-mercaptoethanol and sodium dodecyl sulphate, manufactured by Eastman (Rochester, NY),
Jit- > K' “ 60103 D-galaktoosi, D-galaktosamiini, (laatu I), L-fukoosi, N-asetyy-lineuramiinihappo, EDTA, o-dianisidiini, GSH, DTNB (5,5’-ditiobis/2-nitrobentsoehappo) ja glutationireduktaasi (tyyppi III), valmistaja Sigma (St. Louis, Mo), piparjuuriperoksidaasi (Worthingtonin peroksidaasi D), ribonukleaasi-A (kiteytetty 5 kertaa) ja hiiva-RNA, valmistaja Worthington (Freehold N.J.), sekä kiteinen renniini, valmistaja Pierce (Rockford, III).Jit-> K '“60103 D-galactose, D-galactosamine, (grade I), L-fucose, N-acetyllineuramic acid, EDTA, o-dianisidine, GSH, DTNB (5,5'-dithiobis / 2-nitrobenzoic acid ) and glutathione reductase (type III) from Sigma (St. Louis, Mo), horseradish peroxidase (Worthington peroxidase D), ribonuclease A (crystallized 5 times) and yeast RNA from Worthington (Freehold NJ), and crystalline rennin from Pierce (Rockford, III).
Kaikki epäorgaaniset suolat ja puskuriliuossuolat olivat Bakerin analyysipuhtaita tuotteita.All inorganic salts and buffer solution salts were analytically pure products of Baker.
Raakaentsyymifraktio valmistettiin Kiermeierin ja Petzin kuvaamalla tavalla (ks. sivu 1). Ensin täysmaidosta poistettiin rasva sentrifugoimalla arvolla 4080 g 30 minuuttia 30°C:ssa.The crude enzyme fraction was prepared as described by Kiermeier and Petz (see page 1). First, the whole milk was defatted by centrifugation at 4080 g for 30 minutes at 30 ° C.
Hera (fraktio B) saatiin koaguloimalla renniinilla: lisättiin n. 2 mg renniinia 100 ml kohti rasvatonta maitoa ja reaktion annettiin jatkua 30 minuuttia 30°C:ssa, Näissä olosuhteissa vain k-kaseiinin Phe 105-Met 106-sidos hydrolysoituu. Muodostunut rahka poistettiin sentrifugoimalla arvolla 16300 g 45 minuuttia 30°C:ssa, Hera jäähdytettiin ja kaadettiin puoliksi kyllästettyyn ammoniumsulfaatti-liuokseen 4°C:ssa. Seisotettiin yli yön 4°C:ssa ja sakka (raaka entsyymi, fraktio C) poistettiin sentrifugoimalla (16300 g, 60 minuuttia, 4°C),Whey (fraction B) was obtained by coagulation with rennin: about 2 mg of rennin per 100 ml of skim milk was added and the reaction was allowed to proceed for 30 minutes at 30 ° C. Under these conditions, only the Phe 105-Met 106 bond of k-casein is hydrolyzed. The formed curd was removed by centrifugation at 16300 g for 45 minutes at 30 ° C, the whey was cooled and poured into half-saturated ammonium sulfate solution at 4 ° C. After standing overnight at 4 ° C and the precipitate (crude enzyme, fraction C) was removed by centrifugation (16300 g, 60 minutes, 4 ° C),
Raaka entsyymi (fraktio C) liuotettiin 0,047-M natriumfosfaat-tiliuokseen pH-arvossa 7,0 proteiinipitoisuuteen 3 % ja dialysoi-tiin samassa puskurissa 4°C·. ssa, Tätä liuosta laimennettiin puskurilla proteiinipitoisuuteen 0,15 % ja seisotettiin yli yön 4°C:ssa. Nopeasti laskeutuvat epäpuhtaudet (fraktio D) poistettiin sentrifugoimalla (2000 g, 30 minuuttia, 4°C) ja muodostunut päällä oleva neste (fraktio E) konsentroitiin 4°C:ssa proteiinipitoisuuteen n. 3 % Amicon TCF-10-laitteessa käyttäen Amicon PM-10-kalvoa. Saatu liuos sentrifugoitiin (2000 g, 30 minuuttia, 4°C), Saatu sakka-pelletti (fraktio F) oli sulfhydryylioksidaasi lähes puhtaassa muodossa.The crude enzyme (fraction C) was dissolved in 0.047 M sodium phosphate solution at pH 7.0 to a protein content of 3% and dialyzed against the same buffer at 4 ° C. This solution was diluted with buffer to a protein content of 0.15% and allowed to stand overnight at 4 ° C. The rapidly settling impurities (fraction D) were removed by centrifugation (2000 g, 30 minutes, 4 ° C) and the supernatant formed (fraction E) was concentrated at 4 ° C to a protein content of about 3% in an Amicon TCF-10 using an Amicon PM 10 membrane. The resulting solution was centrifuged (2000 g, 30 minutes, 4 ° C). The resulting precipitate pellet (fraction F) was sulfhydryl oxidase in almost pure form.
Esimerkki 2Example 2
Esimerkin 1 lopputuotteen pienimolekyylisemmät proteiinit poistettiin liuottamalla pelletti kaksinkertaiseen tilavuuteen natriumfosfaattipuskuriliuosta, seisotettiin liuos yli yön 4°C:ssa ,3λ 60103 dissosiaation edistämiseksi, ja sentrifugoitiin (2000 g, 30 minuuttia, 4°C). Saatu entsyymivalmiste (fraktio H) oli erittäin puhdasta sulfhydryylioksidaasia.The smaller molecular proteins of the final product of Example 1 were removed by dissolving the pellet in twice the volume of sodium phosphate buffer, standing overnight at 4 ° C to promote dissociation of 3λ 60 10 3, and centrifuging (2000 g, 30 minutes, 4 ° C). The resulting enzyme preparation (fraction H) was high purity sulfhydryl oxidase.
Aktiivisuuden määritysDetermination of activity
Esimerkkien 1 ja 2 mukaisesti saatujen fraktioiden tunnusarvot ilmenevät taulukosta I, Aktiivisuus määritettiin hapen kulutusnopeu-desta käyttäen värähtelevää platinaelektrodia ja substraattina 0,8-mM GSH:ta. Yksi aktiivisuusyksikkö määritellään yhdeksi ^iM:ksi kulunutta happea minuuttia kohti fosfaattipuskurissa pH-arvossa 7,0 35°C:ssa.The characteristics of the fractions obtained according to Examples 1 and 2 are shown in Table I. The activity was determined from the oxygen consumption rate using a vibrating platinum electrode and 0.8 mM GSH as substrate. One unit of activity is defined as one μM of oxygen consumed per minute in phosphate buffer at pH 7.0 at 35 ° C.
Kehitettiin kaksi määritysmenetelmää, joista toinen perustuu sulfhydryyliryhmien häviämiseen ja toinen hapen kulumiseen. Ensimmäisessä menetelmässä sulfhydryyliryhmien konsentraatio mitattiin antamalla niiden reagoida DTNBrn kanssa, Tyypillisessä määrityksessä reaktioseos sisälsi 1,5 ml 0,8-mM GSH:ta 0,047-M natriumfosfaatissa pH-arvossa 7,0 (ioniväkevyys 0,1) ja 0,2 ml entsyymiliuosta. Kontrolli oli muuten samanlainen, mutta natiivientsyymi korvattiin 0,2 ml :11a keitettyä entsyymiliuosta, Inkuboitiin 35°C:ssa, otettiin määräajoin 0,3 ml:n näytteitä ja lisättiin ne 9,7 ml:aan 0,017-M natrium-fosfaattia pH-arvossa 8,0. Muodostuneista liuoksista otettiin 3 ml, joka sekoitettiin 20 piiraan 0,01-M DTNBrtä 0,047-M natriumfosfaatissa, pH 7,0, Tämän liuoksen absorbanssi mitattiin kahden minuutin kuluttua aallonpituudella 412 nm. Entsyymikatalysoidun reaktion nopeus määritettiin sulfhydryylikonsentraation ajan funktiona saadun käyrän lineaariosasta,Two assay methods were developed, one based on the disappearance of sulfhydryl groups and the other on oxygen consumption. In the first method, the concentration of sulfhydryl groups was measured by reacting them with DTNB. In a typical assay, the reaction mixture contained 1.5 ml of 0.8 mM GSH in 0.047 M sodium phosphate at pH 7.0 (ionic strength 0.1) and 0.2 ml of enzyme solution. The control was otherwise similar, but the native enzyme was replaced with 0.2 ml of boiled enzyme solution. Incubated at 35 ° C, 0.3 ml samples were taken periodically and added to 9.7 ml of 0.017 M sodium phosphate pH at 8.0. 3 ml of the resulting solutions was taken and stirred in 20 volumes of 0.01 M DTNB in 0.047 M sodium phosphate, pH 7.0. The absorbance of this solution was measured after 2 minutes at 412 nm. The rate of the enzyme-catalyzed reaction was determined from the linear portion of the curve obtained as a function of sulfhydryl concentration over time,
Toisessa määritysmenetelmässä mitattiin hapenkulutusnopeus käyttäen Gilson malli K Oxygraph-laitetta, Tyypillisessä määrityksessä lisättiin 0,2 ml entsyymiliuosta 1,5 ml:aan 0,8-mM GSH:ta, joka oli saatettu tasapainoon 35°C:ssa elektrodikennossa. Keitettyä entsyymiä sisältävät kontrollit eivät kuluttaneet happea. Entsyymi-reaktionopeudet laskettiin saaduista kulmakertoimista.In another assay method, the rate of oxygen consumption was measured using a Gilson Model K Oxygraph. In a typical assay, 0.2 ml of enzyme solution was added to 1.5 ml of 0.8 mM GSH equilibrated at 35 ° C in an electrode cell. Controls containing cooked enzyme did not consume oxygen. Enzyme reaction rates were calculated from the slopes obtained.
. t . I. t. I
6 601036 60103
Taulukko ITable I
Lehmän maidosta saadun sulfhydryylioksidaasin puhdistusPurification of sulfhydryl oxidase from cow 's milk
Fraktio Tilavuus Kokonaisaktiivi- Ominaisaktii- Saanto (ml) suus (yksikköä) visuus (yksik- (%) _köä/mg N)_Fraction Volume Total activity Specific activity Yield (ml) Ority (units) Visibility (units (%) _Units / mg N) _
Rasvaton maito 1000 160,0 0,032 100Skimmed milk 1000 160.0 0.032 100
Renniinihera 930 153,9 0,174 96Renninhera 930 153.9 0.174 96
Raaka entsyymi (fraktio C) 40 151,4 0,756 95Crude enzyme (fraction C) 40 151.4 0.756 95
Ensimmäisessä sentrifugoin-nissa saatu sakkapelletti (fraktio F) 80 96,0 47,1 60Precipitate obtained in the first centrifugation (fraction F) 80 96.0 47.1 60
Toisessa sentrifugoin-nissa saatu sakkapelletti (fraktio H) 24 65,1 103,8 41The pellet obtained in the second centrifugation (fraction H) 24 65.1 103.8 41
Fraktio F oli huomattavasti aktiivisempi kuin fraktio C. Geelikromatografoltaessa fraktiota F saatiin vain tyhjätilaan eluoi-tuva fraktio. Värjäämättömän geelin vyöhykkeistä eluoituvan proteiinin määritys osoitti, että entsyymiaktiivisuutta esiintyi vain väligeelin yläpäässä ja väligeelin ja erotusgeelien kosketuspinnassa. Erotusgeelissä olevat fraktion F proteiinit poistettiin tehokkaasti laimentamalla liuosta hieman ja sentrifugoimalla, Fraktion H geeli-elektroforeesissa voitiin todeta vain kaksi vyöhykettä, jotka molemmat olivat entsymaattisesti aktiivisia. Lisäksi tämän fraktion "disc gel"-elektroforeesissa natriumdodekyylisulfaatissa näkyi vain yksi värjäytynyt proteiinivyöhyke.Fraction F was significantly more active than fraction C. Fraction chromatography of fraction F yielded only the void eluting fraction. Determination of the protein eluting from the bands of the unstained gel showed that enzyme activity was present only at the upper end of the intermediate gel and at the interface between the intermediate gel and the separation gels. The proteins of fraction F on the separation gel were efficiently removed by diluting the solution slightly and centrifuging, only two bands could be detected by gel electrophoresis of fraction H, both of which were enzymatically active. In addition, "disc gel" electrophoresis of this fraction in sodium dodecyl sulfate showed only one stained protein band.
Tätä puhdistusmenetelmää on kuvattu artikkelissa Janolino ja Swaisgood, "Isolation and Characterization of Sulfhydryl Oxidase from Bovine Milk", J. of, Biol, Chem,, Vol. 250 (1975) n:o 7, s. 2532-2538.This purification method is described in Janolino and Swaisgood, "Isolation and Characterization of Sulfhydryl Oxidase from Bovine Milk", J. of, Biol, Chem., Vol. 250 (1975) No. 7, pp. 2532-2538.
On ilmeistä, että rauta muodostaa entsyymin oleellisen osan. Käsiteltäessä entsyymiä EDTArlla aktiivisuus hävisi täysin, mutta se voitiin palauttaa dialysoimalla 1 -yaM ferrosulfaatilla. Lisäksi useiden entsyymivalmisteiden atomiabsorptio- ja neutroniaktivointi- "c N -f; 7 60103 analyysi osoitti entsyymin sisältävän 0,5 atomia rautaa alayksikköä kohti.It is apparent that iron forms an essential part of the enzyme. Upon treatment of the enzyme with EDTA, the activity completely disappeared, but could be restored by dialysis with 1 μM ferrous sulfate. In addition, atomic absorption and neutron activation analysis of several enzyme preparations showed that the enzyme contained 0.5 atoms of iron per subunit.
Poiketen Kiermeierin ja Petzin edellä mainituista päätelmistä on nyt havaittu sulfhydryylioksidaasin katalysoimien reaktioiden stökiometrisen tutkimusten perusteella, että reaktio on todellisuudessa "aerobisen oksidaasin" katalysoima seuraavasti: 2 RSH + 02 -» RSSR + H202Contrary to the above conclusions of Kiermeier and Petz, it has now been found from stoichiometric studies of sulfhydryl oxidase-catalyzed reactions that the reaction is in fact catalyzed by "aerobic oxidase" as follows: 2 RSH + 02 - »RSSR + H202
Esimerkkien 1 ja 2 menetelmät on toistettu lukuisia kertoja, ja tällöin on aina saatu entsyymivalmiste, jonka ominaisaktiivisuus on yli 1400-3000 kertaa suurempi kuin kuoritussa maidossa olevan entsyymin aktiivisuus.The methods of Examples 1 and 2 have been repeated numerous times, in which case an enzyme preparation with a specific activity of more than 1400-3000 times higher than the activity of the enzyme in skimmed milk has always been obtained.
Esimerkki 3Example 3
Esimerkissä 2 saadun puhdistetun entsyymin aktiivisuuden riippuvuutta lämpötilasta ja pH-arvosta tutkittiin käyttäen alusta-aineena GSH:ta, Maksimiaktiivisuus havaittiin lämpötilassa 35°C.The dependence of the activity of the purified enzyme obtained in Example 2 on temperature and pH was studied using GSH as a support. The maximum activity was observed at 35 ° C.
Saatiin aktiivisuuden ja pH-arvon riippuvuudelle symmetrinen kello-käyrä, jossa pH-optimi oli 6,8-7,0 ja näennäiset pKa~arvot 5,5 ja 8,1 käyrän vastaavasti nousevalla ja laskevalla haaralla. Lisättiin 0,2 ml entsyymiä sisältävää liuosta 1,5 ml:aan 0,8-mM GSH:ta, jota oli saatettu tasapainoon 35°C:ssa elektrodikennossa. Keitettyä entsyymiä sisältävät kontrollit eivät kuluttaneet happea. Entsyymi-reaktionopeudet laskettiin saaduista kulmakertoimista,A symmetric clock curve for activity and pH was obtained, with a pH optimum of 6.8-7.0 and apparent pKa values of 5.5 and 8.1 on the ascending and descending arms of the curve, respectively. 0.2 ml of the enzyme-containing solution was added to 1.5 ml of 0.8 mM GSH equilibrated at 35 ° C in an electrode cell. Controls containing cooked enzyme did not consume oxygen. Enzyme reaction rates were calculated from the slopes obtained,
Tutkittiin esimerkin 2 mukaan saadun puhdistetun entsyymin alayksikköjen molekyylipainoja. "Disc gel"-elektroforeesissa poly-akryyliamidilla esimerkin 2 puhdistetuilla valmisteilla oli kaksi aktiivisuutta osoittavaa vyöhykettä mutta "disc gel"-eletroforee-sissa natriumdodekyylisulfaatissa vain yksi vyöhyke. Sulfhydryyli-oksidaasia tutkittiin sarjalla akryyliamidikonsentraatioita. Puhdistetulla entsyymillä suoritetuista kokeista saatiin näennäiseksi keskimääräiseksi molekyylipainoksi 91 200 + 1200, 89 800 + 800, 89 000 + 400 ja 89 000 + 1400 akryyliamidikonsentraation ollessa vastaavasti 5,0, 7,5, 10,0 ja 12,5 %, Kaikilla konsentraatioilla kalibrointikäyrä, joka esitti molekyylipainon logaritmia liikkuvuuden funktiona, oli lähes suora. Akryyliamidikonsentraatioilla 10 ja 12,5% » 4 erillisellä entsyymivalmisteella saadut arvot olivat varsin yhtäpitäviä, ja alayksikön keskimääräiseksi molekyylipainoksi saatiin 8 60103 89 000 + 900. Kaikissa tapauksissa vaihtelevilla geelikonsentraati-oilla ja entsyymimäärillä havaittiin yksi proteiinivyöhyke.The molecular weights of the purified enzyme subunits obtained according to Example 2 were studied. In "disc gel" electrophoresis with polyacrylamide, the purified preparations of Example 2 had two zones showing activity, but in "disc gel" electrophoretic sodium dodecyl sulfate there was only one zone. Sulfhydryl oxidase was tested with a series of acrylamide concentrations. From the experiments performed with the purified enzyme, the apparent average molecular weights were 91,200 + 1200, 89,800 + 800, 89,000 + 400 and 89,000 + 1400 with acrylamide concentrations of 5.0, 7.5, 10.0 and 12.5%, respectively. Calibration curve at all concentrations , which represented the logarithm of molecular weight as a function of mobility, was almost straightforward. At the acrylamide concentrations of 10 and 12.5% »4, the values obtained with the separate enzyme preparation were quite consistent, and the average molecular weight of the subunit was found to be 8 60103 89 000 + 900. In all cases, a single protein band was observed with varying gel concentrations and enzyme amounts.
Tutkittiin myös entsyymin kemiallista koostumusta käyttäen aminohappo- ja hiilihydraattianalyysia, Aminohappoanalyysi suoritet-Ä tiin punnitsemalla puhdistetun entsyymin kylmäkuivattuja näytteitä paksuseinäisiin hehkutusputkiin ja lisättiin vakiokiehuvaa (n. 6-N) kloorivetyhappoa. Muodostuneet liuokset jäähdytettiin, ilma poistettiin, alennettiin paine ja putket suljettiin. Kylmäkuivattujen näytteiden prosentuaalinen kosteus määritettiin kuivaamalla vakio-painoon 75°C:ssa vakuumissa fosforipentoksidilla. Hydrolyysi suoritettiin palautuslämpötilassa olevassa tolueenihauteessa 16, 24, 48 ja 72 tuntia ja hydrolysaatit analysoitiin Beckman malli 116 amino-happoanalysaattorilla.The chemical composition of the enzyme was also examined using amino acid and carbohydrate analysis. Amino acid analysis was performed by weighing freeze-dried samples of the purified enzyme into thick-walled annealing tubes and adding constant boiling (ca. 6-N) hydrochloric acid. The resulting solutions were cooled, deaerated, depressurized and sealed. The percentage moisture of the lyophilized samples was determined by drying to constant weight at 75 ° C under vacuum with phosphorus pentoxide. Hydrolysis was performed in a toluene bath at reflux for 16, 24, 48 and 72 hours and the hydrolysates were analyzed on a Beckman Model 116 amino acid analyzer.
Puolikysteiini määritettiin erikseen kysteiinihappona permuura-haishappohapetuksen jälkeen. Tryptofaani määritettiin kromatografi-sesti entsymaattisen pronaasihydrolyysin jälkeen.Semi-cysteine was determined separately as cysteic acid after perura-fatty acid oxidation. Tryptophan was determined chromatographically after enzymatic pronase hydrolysis.
Hiilihydraattianalyysissa kokonaisheksoosimäärä määritettiin fenoli-rikkihappomenetelmällä. Tunnin hydrolyysin jälkeen 80°C:ssa 0,1-N kloorivetyhapossa sialiinihappo määritettiin Aminoffin menetelmällä käyttäen standardina N-asetyylineutramiinihappoa. Heksos-amiini määritettiin 16 tuntisen hydrolyysin jälkeen 2-N kloorivetyhapossa 100°C;ssa, Standardina käytettiin galaktosamiinia ja arvot ilmoitettiin N-asetyyliheksosamiinina, Fukoosi (6-deoksi-I.-galak-toosi) määritettiin tioglykolihappo-rikkihappomenetelmällä fukoosi standardina.In the carbohydrate analysis, the total amount of hexose was determined by the phenol-sulfuric acid method. After one hour of hydrolysis at 80 ° C in 0.1 N hydrochloric acid, sialic acid was determined by the Aminoff method using standard N-acetylneutramic acid. Hexosamine was determined after 16 hours of hydrolysis in 2-N hydrochloric acid at 100 ° C, galactosamine was used as standard and values were reported as N-acetylhexosamine, Fucose (6-deoxy-I.-galactose) was determined by the thioglycolic acid-sulfuric acid method as fucose standard.
Aminohappo- ja hiilihydraattianalyysin tulokset ilmenevät taulukosta II, Nämä arvot ilmaisevat, että suurin osa (97 %) entsyymistä muodostuu aminohappo- ja hiilihydraattiryhmistä, joissa 89 % on aminohappotähteitä ja 11 % hiilihydraatteja.The results of the amino acid and carbohydrate analysis are shown in Table II. These values indicate that the majority (97%) of the enzyme consists of amino acid and carbohydrate moieties with 89% amino acid residues and 11% carbohydrates.
9 60103 d y d I—t ω9 60103 d y d I — t ω
•H•B
Φ C lot— OCNOJUDCMC^LOuDLDLDC^CMr— oocnuo OO O OO l— O a-v-C-OtOzJ-d-r-'OOr'-OO in OO CD V- CM n-1- y 0 y cΦ C lot— OCNOJUDCMC ^ LOuDLDLDC ^ CMr— oocnuo OO O OO 1— O a-v-C-OtOzJ-d-r-'OOr'-OO in OO CD V- CM n-1- y 0 y c
•H•B
Λ :ΦΛ: Φ
JJ
bObO
o oo o
o (DomT-cocNicsiocNr-j-v-roOLOv-orsi r^mr^CNo (DomT-cocNicsiocNr-j-v-roOLOv-orsi r ^ mr ^ CN
O " *- " *· oo j-v-cncNCMi£)CNC~-iniDLniOr~-cNooocTiLn cncdcmt— 'm j-i-CMtoj-J-c^oor'Oo in oo cd t- cm oo r- d y d yO "* -" * · oo j-v-cncNCMi £) CNC ~ -iniDLniOr ~ -cNooocTiLn cncdcmt— 'm j-i-CMtoj-J-c ^ oor'Oo in oo cd t- cm oo r- d y d y
COC/O
:θ: θ
CC
c :φc: φ
bObO
o uoocnooocNir-'j-ooooooj-ooooocNiooo n- CD Ο το JS-l'-'i-OOOLDJ-OOOCOtOCNOOC-'CDaOO Jj-1-CDJ- y- «s a λ r \ coT-inaozrd-od-zrcDoooT-j-c^ooj-i- o o cm o M T- j-^rcsir- co o in cd τ~ n- cm m cm cmo uoocnooocNir-'j-ooooooj-ooooocNiooo n- CD Ο το JS-1 '-' i-OOOLDJ-OOOCOtOCNOOC-'CDaOO Jj-1-CDJ- y- «sa λ r \ coT-inaozrd-od-zrcDoooT-jc ^ ooj-i- oo cm o M T- j- ^ rcsir- co o in cd τ ~ n- cm m cm cm
t— Ο v O T- t— OO CM Ο τ— O OOt— Ο v O T- t— OO CM Ο τ— O OO
oooo ooooo o oo oo hO as «s «s #\ a. a. as a\ ε oooolocdooooooooooooo ooooo ^ Ο" t- 00 CD 00 Ο OO r- S +i +1 +i +i zr m +i +i +i +i +i cd + i oo cd cm +r +ι ο +ι +ι o a. as « «I ct *\ r- as j-j-CNOooor-cDmr^T-ocNiooocDoo oj-ooo o cm oo cn t-t-j-cdcd oo osiin j-j- ldt-oocd ooj-ooctio o roo ri- t- Γ Λ #1 fv f\ l\ f\ ^ tv #V#S ft #1 oooo ooooo o oo oo ooooo ooooo o oo oo hO as «s« s # \ aa as a \ ε oooolocdooooooooooooo ooooo ^ Ο "t- 00 CD 00 Ο OO r- S + i +1 + i + i zr m + i + i + i + i + i cd + i oo cd cm + r + ι ο + ι + ι o a. as «« I ct * \ r- as jj-CNOooor-cDmr ^ T-ocNiooocDoo oj-ooo o cm oo cn ttj-cdcd oo parts jj- ldt-oocd ooj-ooctio o Roo ri- t- Γ Λ # 1 fv f \ l \ f \ ^ tv # V # S ft # 1 oooo ooooo o oo oo o
•H•B
C PC P
Φ ·Η ·Η Φ en ·Γ-| tn ·Η .e M ·Η >, "φ O 6 ·Η Μ -μ ο -μ o Φ e μ1 I μι en ·η ·η 0 C ·μ ίο y en ·η y φ ι—ι φ φ ο ε y e (ncnbOD^ί^J^dO>>ΦOrHμΦdμΦa,μ ,c ο φ d ο >,·ΗίΗΦ,£:φΓΗμΓ-ΗΓΗ3ΦΦ.-ΐφ>>,£:μ'Τ3ΐ en en μ rH Ο. JE<<E^Cn0tl(^J)<^>S:HJt^^l·ι >i’H'Hy ί d ε μ: ω Φ φ φ φ ο ·η o e y e ny γη ο ο ·μ ·η •μ y y μ μ •h d o >> >, se iy y >i μ μ φ φ en en Φ ΦΦ · Η · Η Φ en · Γ- | tn · Η .e M · Η>, "φ O 6 · Η Μ -μ ο -μ o Φ e μ1 I μι en · η · η 0 C · μ ίο y en · η y φ ι — ι φ φ ο ε ye (ncnbOD ^ ί ^ J ^ dO >> ΦOrHμΦdμΦa, μ, c ο φ d ο>, · ΗίΗΦ, £: φΓΗμΓ-ΗΓΗ3ΦΦ.-ΐφ >>, £: μ'Τ3ΐ en en μ rH Ο. JE < <E ^ Cn0tl (^ J) <^> S: HJt ^^ l · ι> i'H'Hy ί d ε μ: ω Φ φ φ φ ο · η oeye ny γη ο ο · μ · η • μ yy μ μ • hdo >>>, se iy y> i μ μ φ φ en en Φ Φ
I II I
t-'z .-2:.t-'z.-2 :.
10 6010310 60103
Puhdistetun sulfhydryylioksidaasin aminohappo- ja hiili-hydraattikoostumusAmino acid and carbohydrate composition of purified sulfhydryl oxidase
Aminohappoarvot ovat 16", 24-, 48- ja 72-tuntisen hydrolyysin keskiarvoja lukuunottamatta aminohappoja Thr, Ser, Vai, Ile, Leu,Amino acid values are the averages of 16 ", 24-, 48- and 72-hour hydrolysis with the exception of the amino acids Thr, Ser, Val, Ile, Leu,
Tyr ja Trp. Thr-, Ser- ja Tyr-arvot saatiin ekstrapoloimalla hydro-lyysiaikaan nolla ja Vai-, Ile- ja Leu-arvot ekstrapoloimalla hydro-lyysiaikaan ääretön, Puoli-Cys-arvot korjattiin olettamalla kysteii-nihapposaannon olevan 95 % permuurahaishappohapetuksen jälkeen.Tyr and Trp. Thr, Ser and Tyr values were obtained by extrapolation to zero for hydrolysis time and Vai, Ile and Leu values by extrapolation to infinity for hydrolysis time, Half-Cys values were corrected by assuming a cysteic acid yield of 95% after perforic acid oxidation.
Trp määritettiin pronaasidigestion jälkeen.Trp was determined after pronase digestion.
Esimerkki 4Example 4
Esimerkissä 2 saatu puhdistettu sulfhydryylioksidaasi immobili-soitiin kiinnittämällä entsyymi lasihelmiin. Valmistettiin sukkini-laattilasihelmiä ^-aminopropyyli-lasihelmistä (40-60 mesh, huokos-halkaisija 2000 A), valmistaja Corning Glass Works, Helmiä pestiin tislatulla vedellä ja ne tasapainotettiin 24 tuntia 0,2-M fosfaatti-puskurissa pH:ssa 4,75, Kaasut poistettiin helmistä, 0,5 g:aan helmiä lisättiin kiteistä 1-etyyli-3-dimetyyliaminopropyylikarbodi-imidia (EDC) ja annettiin reagoida 20 minuuttia 25°C:ssa ja pH:ssa 4,75. Helmet pestiin tislatulla vedellä ja kylmällä, neutraalilla fos-faattipuskuriliuoksella EDC-ylimäärän poistamiseksi. Sitten eristetyn entsyymin (0,1 % p/t fosfaattipuskuriliuoksessa) saatettiin kosketukseen sukkinilaattihelmien kanssa 16-24 tuntia, jonka jälkeen helmiä pestiin 0,1-M fosfaattipuskurilla (pH 7). Eristetty entsyymi kiinnittyi kovalentisti lasihelmiin ja saatiin immobilisoitu sulfhydryylioksidaasi, Kuten edellä mainittiin, immobilisoitu entsyymi on käytön väliaikoina suojattava hyvin varastoimalla se jäähdytetyssä fosfaattipuskuriliuoksessa pH:ssa 7.The purified sulfhydryl oxidase obtained in Example 2 was immobilized by attaching the enzyme to glass beads. Succinate plate beads were prepared from N-aminopropyl glass beads (40-60 mesh, pore diameter 2000 A), manufactured by Corning Glass Works. The beads were washed with distilled water and equilibrated for 24 hours in 0.2 M phosphate buffer at pH 4.75. The gases were removed from the beads, to 0.5 g of beads was added crystalline 1-ethyl-3-dimethylaminopropylcarbodiimide (EDC) and allowed to react for 20 minutes at 25 ° C and pH 4.75. The beads were washed with distilled water and cold, neutral phosphate buffer solution to remove excess EDC. The isolated enzyme (0.1% w / v in phosphate buffer) was then contacted with succinylate beads for 16-24 hours, after which the beads were washed with 0.1 M phosphate buffer (pH 7). The isolated enzyme was covalently attached to the glass beads to give immobilized sulfhydryl oxidase. As mentioned above, the immobilized enzyme must be well protected during use by storing it in a cooled phosphate buffer solution at pH 7.
Esimerkki 5Example 5
Immobilisoitu sulfhydryylioksidaasi aktivoidaan uudelleen saattamalla aktiivisuutensa menettänyt, liikkumattomaksi tehty entsyymi kosketukseen ferrosulfaattivesiliuoksen kanssa. Kuten yllä mainittiin rauta näyttää muodostavan sulfhydryylioksidaasin oleellisen osan. Entsyymin käsittely EDTA:lla johti aktiivisuuden täydelliseen menetykseen, mikä ilmenee taulukosta IV. Dialysoitaessa 1-uMThe immobilized sulfhydryl oxidase is reactivated by contacting the inactivated enzyme with an aqueous solution of ferrous sulfate. As mentioned above, iron appears to form an essential part of sulfhydryl oxidase. Treatment of the enzyme with EDTA resulted in a complete loss of activity, as shown in Table IV. When dialyzed, 1 μM
Fe -liuoksessa 70 % alkuperäisestä aktiivisuudesta palautui. Aktii- 2 + visuus oli jonkin verran palautettavissa myös kationeilla Cu (30 %) 2+ ...In Fe solution, 70% of the original activity was restored. The activity of 2+ was also somewhat reversible with the cations Cu (30%) 2+ ...
ja Mn (20 %). Natuvin entsyymin absorptlospektrissä oli tyypil- r»»' 1 % 60103 linen proteiinimaksimi aallonpituudella 278 nm (E.j = 7,41), mutta ei maksimikohtia pidemmillä aallonpituuksilla, Siten on ilmeistä, että rauta ei ole heemiprosteettisen ryhmän muodossa. Atomiabsorptio-analyysin mukaan rautaa on 0,48 g-atomia ja kuparia n. 0,15 g-atomia molekyyliä (molekyylipaino 89 000) kohti. Erillisen valmisteen neutroniaktivointianalyysissä saatiin arvo 11,1 eli 0,3 |ig rau-taa/38,5 mg näytettä, mikä on 0,46 g-atomia rautaa molekyyliä kohti. Tällä menetelmällä ei voitu määrittää kuparia, ja muiden metallien analyysi osoitti vain jälkiä sinkistä ja koboltista. Niinpä rauta näyttää olevan välttämätön sulfhydryylioksidaasin entsyymiaktiivisuuden kannalta.and Mn (20%). The absorbance spectrum of the most common enzyme had a typical protein »1% 60103 protein maximum at 278 nm (E.j = 7.41), but no peaks at longer wavelengths. Thus, it is apparent that iron is not in the form of a heme prosthetic group. According to atomic absorption analysis, iron has 0.48 g atoms and copper about 0.15 g atoms per molecule (molecular weight 89,000). The neutron activation analysis of the separate preparation gave a value of 11.1, i.e. 0.3 μg iron / 38.5 mg sample, which is 0.46 g atoms of iron per molecule. Copper could not be determined by this method, and analysis of other metals showed only traces of zinc and cobalt. Thus, iron appears to be essential for the enzyme activity of sulfhydryl oxidase.
Taulukko IIITable III
Metalli-ionien vaikutus sulfhydryylioksidaasin aktiivisuuteen Määritykset suoritettiin fosfaatissa pH-arvossa 7,0 ja 35°C:ssa käyttäen alusta-aineena 0,8-mM GSH:ta, Varastoentsyymiliuoksesta otettiin näyte, lisättiin 1,0-nM EDTA:aa ja määritettiin. Varasto-liuoksen muita näytteitä käsiteltiin EDTArlla ja dialysoitiin sitten eri metalli-ionien 1,0-mM liuoksilla. Kontrollit valmistettiin käyttäen keitettyä entsyymiä ja metalli-ioneja sisältävää dialysaattia. Kummassakaan tapauksessa ei voitu havaita merkittävää hapenkulutusta.Effect of metal ions on sulfhydryl oxidase activity Assays were performed in phosphate at pH 7.0 and 35 ° C using 0.8 mM GSH as a medium. The stock enzyme solution was sampled, 1.0 nM EDTA was added and assayed. Other samples of the stock solution were treated with EDTA and then dialyzed against 1.0 mM solutions of various metal ions. Controls were prepared using boiled enzyme and dialysate containing metal ions. In both cases, no significant oxygen consumption could be detected.
Käsittely Entsyymiaktiivisuus (hapenkulutus yjmoolia/min)Treatment Enzyme activity (oxygen consumption yjmoles / min)
Sulfhydryylioksidaasientsyymi (kontrolli) 0,368 + EDTA:aa (1,0 mM) 0,012 + ferrosulfaattia 0,256 + kuparisulfaattia 0,109 + mangaani (II)kloridia 0,085 + kobolttikloridia 0,021 + sinkkisulfaattia 0,029 + molybdeenidibromidiaa 0,008 aJoskin liuoksen valmistuksessa käytettiin molybdeenidibromidia, se mitä todennäköisemmin hapettui korkeammille hapetusasteille.Sulfhydryl oxidase enzyme (control) 0.368 + EDTA (1.0 mM) 0.012 + ferrous sulfate 0.256 + copper sulfate 0.109 + manganese (II) chloride 0.085 + cobalt chloride 0.021 + zinc sulfate 0.02 + molybdenum dibromide .
Yllä olevasta päättelystä ja esimerkeistä käy ilmi, että erotusmenetelmässä käytetään konsentraatiosta riippuvia liittymis-dissosiaatio-ominaisuuksia, jolloin saadaan lähes puhdasta entsyymiä, jolla on harvinaisen suuri ominaisaktiivisuus, 12 601 03It follows from the above reasoning and examples that the separation method uses concentration-dependent attachment-dissociation properties to give an almost pure enzyme with an unusually high specific activity, 12,601 03
On tunnettua, että kuumennettaessa maitoa eri pitkiä aikoja yli 68°C se saa "keitetyn" maun. Nykyään maito pastöroidaan tai "ultrapastöroidaan" lämpökäsittelemällä täysmaitoa lämpötilassa 60°-74°C 30 min - 2 sekuntia. Tällainen käsittely on välttämätön tauteja aiheuttavien bakteerien tuhoamiseksi ja käsittelemättömässä täysmaidossa esiintyvien käymisbakteerien aktiivisuuden säätämiseksi. Mutta tällainen käsittely ei tuhoa käsittelemättömän täysmaidon kaikkia bakteereja, ja koska maidolla on rajallinen säilytysaika, se on jäähdytettävä lämpötilaan n, 4°C kuljetuksen, myynnin ja varastoinnin aikana.It is known that when milk is heated above 68 ° C for various lengths of time, it acquires a "boiled" taste. Today, milk is pasteurized or "ultra-pasteurized" by heat treating whole milk at 60 ° -74 ° C for 30 minutes to 2 seconds. Such treatment is necessary to kill disease-causing bacteria and to control the activity of fermentation bacteria present in untreated whole milk. But such treatment does not destroy all the bacteria in untreated whole milk, and because the milk has a limited shelf life, it must be cooled to a temperature of n, 4 ° C during transport, sale and storage.
Tunnetaan menetelmiä ultrakorkealämpötilassa (UKL) steriloidun maidon valmistamiseksi, Tällaisia menetelmiä ovat kuvanneet mm.Methods for preparing ultra-high temperature (UKL) sterilized milk are known. Such methods have been described e.g.
H. Burton, Dairy Science Abstr,, 31. s, 287-297 (1969) ja T. R. Ashton, J, Soc. Dairy Tech,, Voi. 18, No. 2, s. 65-83 (1965).H. Burton, Dairy Science Abstr., 31, 287-297 (1969) and T. R. Ashton, J, Soc. Dairy Tech ,, Vol. 18, no. 2, pp. 65-83 (1965).
Joskin maidon UKL-menetelmä Yhdysvalloissa ja Kanadassa poikkeaa hieman eurooppalaisesta menetelmästä molemmissa käsitellään maitoa lämpötilassa vähintään 88°C vaihtelevia aikoja, yleensä n. 149°C:ssa n. 4 sekuntia, Valitettavasti tällaisissa korkeissa lämpötiloissa (tai alemmissakin,; mikäli käsittely on pitkäaikainen) maidossa kehittyy ei-toivottu ja epämiellyttävä "keitetyn” maku, joka yleensä tekee maidon myyntikelvottomaksi erityisesti Yhdysvalloissa. On tutkittu paljon "keitetyn" maun luonnetta ja menetelmiä sen poistamiseksi. Sekä J. T. Hutton et ai., J. of Dairy Science, 35, s. 699 (1952) että H. Burton, Proc. 15th International Dairy Congress 3, s. 1729 (1952) arvelevat kuumennetun maidon "keitetyn" maun johtuvan sulfhydryyliryhmien vapautumisesta maidossa. Myöhemmin Burton (Dairy Sei. Abstr. 31, s. 295-1969) ja muut ovat epäilleet vapaiden sulfhydryyliryhmien merkitystä maidossa.Although the UKL method for milk in the United States and Canada differs slightly from the European method, both treat milk at a temperature of at least 88 ° C for varying times, usually at about 149 ° C for about 4 seconds, unfortunately at such high temperatures (or lower, if treatment is prolonged) milk develops an undesirable and unpleasant “cooked” taste that generally makes milk unmarketable, especially in the U.S. Much has been studied about the nature of “cooked” taste and methods to eliminate it.As well as JT Hutton et al., J. of Dairy Science, 35, p. 699 (1952) and H. Burton, Proc. 15th International Dairy Congress 3, pp. 1729 (1952) speculate that the "boiled" taste of heated milk is due to the release of sulfhydryl groups in the milk.Later, Burton (Dairy Sci. Abstr. 31, pp. 295-1969) ) and others have questioned the role of free sulfhydryl groups in milk.
Ennen käsiteltävänä olevaa keksintöä ei tunnettu menetelmää "keitetyn" maun poistamiseksi, jonka lämpökäsittely aiheuttaa UKL-steriloidussa maidossa ja vastaavasti käsitellyssä maidossa. Eräissä tapauksissa "keitetyn" maun voimakkuutta on voitu vähentää, mutta ei poistaa jäähdyttämällä,Prior to the present invention, no method was known for removing the "cooked" taste caused by heat treatment in UKL-sterilized milk and treated milk, respectively. In some cases, the intensity of the "cooked" taste may have been reduced but not eliminated by cooling,
Vuonna 1971 Yhdysvalloissa myytiin yli 20 miljardia kg maitoa ja koko tämä määrä oli jäähdytettävä voimakkaasti. Joskin maidon steriloinnin ilmeisiä etuja on energian ja polttoaineen säätö maidon käsittelyn ja kuljetuksen aikana sekä tuotteen pidentynyt säilymis- ** 60103 aika, mikä mahdollistaa kuljetuksen, myynnin ja varastoinnin ympä-ristölämpötilassa, tällaiseen maitoon yleensä liittyvä "keitetyn" maku tekee sen tavallisesti myyntikelvottomaksi. Nyt on siis havaittu, että lämpökäsiteltyyn maitoon liittyvä "keitetyn" maku voidaan poistaa keksinnön mukaisesti,In 1971, more than 20 billion kg of milk was sold in the United States, and the entire amount had to be heavily cooled. Although the obvious advantages of milk sterilization are the regulation of energy and fuel during the handling and transport of the milk and the extended shelf life of the product, which allows transport, sale and storage at ambient temperature, the "cooked" taste usually associated with such milk usually makes it unmarketable. Thus, it has now been found that the "cooked" taste associated with heat-treated milk can be eliminated in accordance with the invention,
Maidon "keitetyn" maku, joka syntyy kuumennettaessa maitoa määrätyn ajan, poistetaan saattamalla lämpökäsitelty nestemaito kosketukseen immobilisoidun sulfhydryylioksidaasientsyymin kanssa.The "boiled" taste of milk, which is created by heating the milk for a certain period of time, is removed by contacting the heat-treated liquid milk with an immobilized sulfhydryl oxidase enzyme.
Tässä käytetyllä sanonnalla "keitetyn" maku tarkoitetaan liitu-maista tai mautonta makua, joka syntyy maidossa käsiteltäessä sitä lämpötilassa yleensä yli n, 68°C. Tällainen maito voi olla epämiellyttävää sekä maultaan että hajultaan, joka muistuttaa keitettyä kaalia. Joskin tällainen kaalimainen haju saattaa hävitä useiden päivien kuluttua maidon käsittelyn jälkeen, mauttoman liitumainen "keitetyn" maku, joka saattaa kehittyä keitetyn pahvin mauksi, säilyy.As used herein, the term "cooked" flavor refers to the chalky or tasteless taste that occurs in milk when processed at a temperature generally above n, 68 ° C. Such milk can be unpleasant in both taste and smell, reminiscent of boiled cabbage. Although such a cabbage-like odor may disappear several days after the milk is processed, the tasteless chalky "cooked" taste that may develop into the taste of cooked cardboard is retained.
Nyt on havaittu, että "keitetyn" maku nestemaidossa itse asiassa johtuu maitoproteiinien sulfhydryyliryhmien vapautumisesta ja reaktioista maidon lämpödenaturoinnin jälkeen. Käsittelemättömästä täysmaidosta saatu ja käytetty sulfhydryylioksidaasientsyymi katalysoi sulfhydryylien muuttumisen disulfideiksi. On ilmeistä, että sulfhydryyliryhmien hapettuminen joutuessaan täysmaidossa kosketukseen immobilisoidun sulfhydryylioksidaasin kanssa poistaa "keitetyn" maun.It has now been found that the taste of "cooked" in liquid milk is in fact due to the release of sulfhydryl groups in milk proteins and reactions after heat denaturation of milk. The sulfhydryl oxidase enzyme obtained and used from untreated whole milk catalyzes the conversion of sulfhydryls to disulfides. It is evident that the oxidation of sulfhydryl groups upon contact with immobilized sulfhydryl oxidase in whole milk removes the "cooked" taste.
Immobilisoidun sulfhydryylioksidaasikatalyytin käytön etuna on, että entsyymi saadaan täysmaidosta muodostaen, siten maidon luonnollisen aineosan, Lisäksi entsyymin käyttö immobilisoidussa muodossa merkitsee sitä, että käsiteltävään maitoon ei lisätä mitään aineita.The advantage of using an immobilized sulfhydryl oxidase catalyst is that the enzyme is obtained from whole milk, thus forming a natural component of the milk. In addition, the use of the enzyme in immobilized form means that no substances are added to the milk to be treated.
Keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin seuraavien esimerkkien avulla.The invention is illustrated in more detail by the following examples.
Esimerkki 6Example 6
Valmistettiin biokatalyyttinen, immobilisoitua sulfhydryyli-oksidaasia sisältävä reaktori täyttämällä halkaisijaltaan 6 mm oleva lasikolonni 1,4 ml:lla sulfhydryylioksidaasientsyymiä, joka oli immobilisoitu kiinnittämällä se lasihelmiin, joiden huokoskoko oli n, 2000 A, Reaktorina oli immobilisoitua entsyymiä sisältävä lasikolonni, jonka tulokohdan kautta johdettiin lämpökäsiteltyä maitoa, joka virtasi kolonnin ja immobilisoidun entsyymin kerroksen läpi, *s>, Ψ ( t, 14 Ä 60103 ja poistui oltuaan kosketuksessa liikkumattomaksi tehdyn entsyymin kanssa. Reaktori voitiin suoraan liittää UKL-prosessauslaitteeseen, jolloin virtaus sen läpi oli jatkuva.A biocatalytic reactor containing immobilized sulfhydryl oxidase was prepared by filling a 6 mm diameter glass column with 1.4 ml of sulfhydryl oxidase enzyme immobilized by attaching it to glass beads having a pore size of n, 2000 Å. milk flowing through the column and the layer of immobilized enzyme, * s>, Ψ (t, 14 Ä 60103 and exited after contact with the immobilized enzyme. The reactor could be connected directly to the UKL processing apparatus, whereby the flow through it was continuous.
Esimerkki 7Example 7
Lehmänmaitoa kuumennettiin 149°C:ssa n, 4 sekuntia, jonka jälkeen siinä oli selvä ’'keitetyn" maku. Maito johdettiin esimerkissä 1 kuvatun biokatalyyttisen reaktorin läpi lämpötilassa 30°-35°C virtausnopeudella n. 40 ml/h. Maidossa ennen käsittelyä ollut epämiellyttävä haju ja "keitetyn" maku olivat hävinneet.The cow's milk was heated at 149 ° C for about 4 seconds, after which it had a clear "boiled" taste. The milk was passed through the biocatalytic reactor described in Example 1 at 30 ° -35 ° C at a flow rate of about 40 ml / h. the unpleasant odor and the "cooked" taste had disappeared.
Lämpökäsitellyn maidon sulfhydryyliryhmien prosentuaalinen hapettuminen ja edellä kuvatun reaktion stabiilisuus ilmenevät taulukosta IV.The percentage oxidation of sulfhydryl groups in heat-treated milk and the stability of the reaction described above are shown in Table IV.
Taulukko IVTable IV
UKL-steriloidulla rasvattomalla maidolla toimivan sulfhydryyli-oksidaasireaktorin stabiilisuusStability of a UKH-sterilized skimmed milk sulfhydryl oxidase reactor
Tilavuudeltaan 1,4 ml olevaa reaktoria käytettiin virtausnopeudella 40 ml/h 35°C:ssa.A reactor with a volume of 1.4 ml was operated at a flow rate of 40 ml / h at 35 ° C.
Käyttöpäivä Käyttöaika (h) Hapettuminen (%)Date of use Date of use (h) Oxidation (%)
Alussa 5 45At the beginning 5 45
Viides päivä 3 34Fifth day 3 34
Kymmenes päivä 5 31Tenth day 5 31
On suositeltavaa käyttää huokoskooltaan yli n. 700 A olevia lasihelmiä entsyymin immobilisoinnissa. Pienemmät koot johtavat epäedullisiin tuloksiin ja optimiaktiivisuus saavutetaan huokoskoolla n. 2000 A.It is recommended to use glass beads with a pore size of more than about 700 A to immobilize the enzyme. Smaller sizes lead to unfavorable results and optimum activity is achieved with a pore size of about 2000 A.
On vältettävä maidon ja immobilisoidun entsyymin kosketusta korkeassa lämpötilassa, koska tämä saattaa vähentää entsyymin aktiivisuutta. Voidaan käyttää lämpötilaa 20°-45°C, mieluiten 30°-35°C ilman entsyymin merkittävää aktiivisuushukkaa.Contact with milk and immobilized enzyme at high temperatures should be avoided as this may reduce the activity of the enzyme. A temperature of 20 ° -45 ° C, preferably 30 ° -35 ° C can be used without significant loss of enzyme activity.
Immobilisoidun entsyymin aktiivisuus laskee käsiteltävänä olevan keksinnön normaalikäytössä, ja entsyymi voidaan aktivoida uudelleen saattamalla se kosketukseen vasta valmistetun ferrosul-faattivesiliuoksen kanssa.The activity of the immobilized enzyme decreases in normal use of the present invention, and the enzyme can be reactivated by contacting it with a freshly prepared aqueous ferrous sulfate solution.
Lämpökäsitellyn maidon saattamisella kosketukseen immobilisoidun sulfhydryylioksidaasientsyymin kanssa voi olla muitakin seu- fWV··.; 15 601 03 rauksia kuin pelkästään "keitetyn" maun poistaminen, koska tällainen käsittely näyttää myös estävän muiden ei-toivottujen makujen kehittymisen ja maitoproteiinien destabiloitumisen, Käsittelemällä korkeassa lämpötilassa käsiteltyä maitoa tämän keksinnön mukaan saadaan aseptista ja/tai steriiliä maitoa, jonka maku ja haju ovat verrattavissa tavanomaisesti pastöroituun, homogenoituun maitoon.Contacting the heat-treated milk with the immobilized sulfhydryl oxidase enzyme may have other consequences. 15 601 03 than the removal of "boiled" taste alone, since such treatment also appears to prevent the development of other undesirable flavors and the destabilization of milk proteins. conventionally pasteurized, homogenized milk.
Käytettäessä sulfhydryylioksidaasientsyymiä steriilin maidon käsittelyssä itse entsyymin samoin kuin lasihelmien on oltava steriilejä. Mutta sulfhydryylioksidaasientsyymiä ei voida steriloida kuumentamalla, koska pieneliöiden tuhoamiseen riittävä lämpökäsittely tuhoaa myös entsyymin. On myös selvää, että monet kemialliset sterilointiaineet reagoivat entsyymin kanssa hajottaen sitä kemiallisesti, ja siten on tärkeää käyttää sterilointikäsittelyä, joka tuhoaa kaikki pieneliöt, mutta ei muuta entsyymiä kemiallisesti. Onneksi sulfhydryylioksidaasientsyymin ja lasihelmien steriloimiseksi on käytettävissä käytännöllisesti katsoen rajaton aika, joten voidaan käyttää suhteellisen mietoja steriloimisaineita. On havaittu, että lasihelmien ja niille liikkumattomaksi tehdyn entsyymin sterilointi voidaan suorittaa steriloimisnesteellä tai -kaasulla, jotka eivät vaikuta entsyymiin. Sopivina steriloimisnesteinä voidaan pitää etyylialkoholia ja sopivana steriloimiskaasuna etyleenioksidia. Lasihelmien ja entsyymin steriloimiskäsittely suoritetaan siten, että helmiä ennen niiden lisäämistä reaktiokammioon, jossa steriloitu, keitetylle maistuva maito saatetaan kosketukseen lasihelmillä olevan entsyymin kanssa, pidetään steriloimisnesteessä, esim. etyylialkoholissa täydellisen steriloinnin vaatiman ajan, esim, 10 minuutista 5 tuntiin, Kuten yllä mainittiin, on myös mahdollista pitää lasi-helmet ja entsyymi steriloimiskaasua, esim. etyleenioksidia sisältävässä kammiossa sopivan ajan ennen lasihelmien lisäämistä maidon reaktiokammioon, ’V ·,When a sulfhydryl oxidase enzyme is used in the treatment of sterile milk, the enzyme itself as well as the glass beads must be sterile. But the sulfhydryl oxidase enzyme cannot be sterilized by heating because the heat treatment sufficient to destroy the microorganisms also destroys the enzyme. It is also clear that many chemical sterilants react with the enzyme to chemically degrade it, and thus it is important to use a sterilization treatment that destroys all microorganisms but does not chemically alter the enzyme. Fortunately, a virtually unlimited time is available to sterilize the sulfhydryl oxidase enzyme and glass beads, so that relatively mild sterilants can be used. It has been found that sterilization of glass beads and the enzyme immobilized thereon can be performed with a sterilizing liquid or gas that does not affect the enzyme. Ethyl alcohol can be considered as suitable sterilizing liquids and ethylene oxide as suitable sterilizing gas. The sterilization treatment of the glass beads and enzyme is performed by keeping the beads in a sterilizing liquid, e.g. ethyl alcohol, for the time required for complete sterilization, e.g. it is also possible to keep the glass beads and the enzyme in a chamber containing sterilizing gas, e.g. ethylene oxide, for a suitable time before adding the glass beads to the milk reaction chamber, 'V ·,
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI772985A FI60103C (en) | 1977-10-10 | 1977-10-10 | FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV GENOM UPPHETTNING STERILISERAD MJOELK MED SULFHYDRYLOXIDAS I OCH FOER FOERBAETTRING AV MJOELKENS SMAK |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI772985 | 1977-10-10 | ||
FI772985A FI60103C (en) | 1977-10-10 | 1977-10-10 | FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV GENOM UPPHETTNING STERILISERAD MJOELK MED SULFHYDRYLOXIDAS I OCH FOER FOERBAETTRING AV MJOELKENS SMAK |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI772985A FI772985A (en) | 1979-04-11 |
FI60103B FI60103B (en) | 1981-08-31 |
FI60103C true FI60103C (en) | 1981-12-10 |
Family
ID=8511123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI772985A FI60103C (en) | 1977-10-10 | 1977-10-10 | FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV GENOM UPPHETTNING STERILISERAD MJOELK MED SULFHYDRYLOXIDAS I OCH FOER FOERBAETTRING AV MJOELKENS SMAK |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI60103C (en) |
-
1977
- 1977-10-10 FI FI772985A patent/FI60103C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI60103B (en) | 1981-08-31 |
FI772985A (en) | 1979-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fujiwara et al. | Cytochrome cb-type nitric oxide reductase with cytochrome c oxidase activity from Paracoccus denitrificans ATCC 35512 | |
Hart et al. | The composition of milk xanthine oxidase | |
Bakkenist et al. | Isolation procedure and some properties of myeloperoxidase from human leucocytes | |
Turner et al. | Purification of protein components of the clostridial glycine reductase system and characterization of protein A as a selenoprotein | |
Siegel | Lysyl oxidase | |
Paradies et al. | Effect of aging and acetyl-L-carnitine on the activity of cytochrome oxidase and adenine nucleotide translocase in rat heart mitochondria | |
EP0374625B1 (en) | Viral inactivation process | |
Breazeale et al. | Chloroplast sedoheptulose 1, 7-bisphosphatase: evidence for regulation by the ferredoxin/thioredoxin system | |
Schmitz et al. | A tungsten‐containing active formylmethanofuran dehydrogenase in the thermophilic archaeon Methanobacterium wolfei | |
Takamori et al. | Skin sulfhydryl oxidase purification and some properties | |
Gorrell et al. | Isolation and characterization of Trichomonas vaginalis ferredoxin | |
Chaudhry et al. | Cytochrome b from Escherichia coli nitrate reductase. Its properties and association with the enzyme complex. | |
US5419902A (en) | Method for inactivating pathogens | |
Dailey et al. | [47] Purification and characterization of mammalian and chicken ferrochelatase | |
JP2884045B2 (en) | Iron-lactoferrin complex and method for producing the same | |
FI60103C (en) | FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV GENOM UPPHETTNING STERILISERAD MJOELK MED SULFHYDRYLOXIDAS I OCH FOER FOERBAETTRING AV MJOELKENS SMAK | |
US4087328A (en) | Purification and immobilization of sulfhydryl oxidase | |
Giacomini et al. | Influence of the immobilization chemistry on the properties of immobilized β-galactosidases | |
Triantafillou et al. | Purification and properties of a membrane-bound L-asparaginase of Tetrahymena pyriformis | |
JPH01300848A (en) | Treatment of tea leaf | |
US4348482A (en) | Process for decreasing the thermal stability of microbial rennet | |
Medeiros et al. | Cardiac nonmyofibrillar proteins in copper-deficient rats: amino acid sequencing and Western blotting of altered proteins | |
Varandani | Insulin degradation: XII. The amino acid composition, amino-terminal, and carbohydrate content of beef pancreatic glutathione-insulin transhydrogenase | |
Burton et al. | Observations on the rhodanese activity of Desulfotomaculum nigrificans | |
Oda et al. | Oxidation of s-Amino Group of Lysyl Peptides by Bovine Serum Amine Oxidase |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed | ||
MM | Patent lapsed |
Owner name: BRIK PAK INC. |