FI84835C - A process for the recovery and concentration of polygalacturonase from a solution - Google Patents

A process for the recovery and concentration of polygalacturonase from a solution Download PDF

Info

Publication number
FI84835C
FI84835C FI894235A FI894235A FI84835C FI 84835 C FI84835 C FI 84835C FI 894235 A FI894235 A FI 894235A FI 894235 A FI894235 A FI 894235A FI 84835 C FI84835 C FI 84835C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
polygalacturonase
solution
adsorbent
cellulase
centrifugation
Prior art date
Application number
FI894235A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI894235A (en
FI84835B (en
FI894235A0 (en
Inventor
Michael John Bailey
Heikki Olavi Ojamo
Toivo Evilampi
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI894235A priority Critical patent/FI84835C/en
Publication of FI894235A0 publication Critical patent/FI894235A0/en
Publication of FI894235A publication Critical patent/FI894235A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI84835B publication Critical patent/FI84835B/en
Publication of FI84835C publication Critical patent/FI84835C/en

Links

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Description

8483584835

MENETELMÄ POLYGALAKTURONAASIN TALTEENOTTAMISEKSI JAMETHOD FOR THE RECOVERY OF POLYGALACTURONASE AND

KONSENTROIMISEKSI LIUOKSESTAFOR CONCENTRATION OF THE SOLUTION

5 Tämän keksinnön kohteena on menetelmä polygalakturonaasin talteenottamiseksi ja konsentroimiseksi liuoksesta adsorboimalla polygalakturonaasi-proteiini titaanioksihydraattiin.The present invention relates to a process for recovering and concentrating polygalacturonase from solution by adsorbing the polygalacturonase protein to titanium oxyhydrate.

Adsorptiota on pitkään käytetty kemiallisessa ja biokemiallisessa teollisuudessa sekä 10 öljynjalostuksessa prosessiliuosten ja kaasujen epäpuhtauksien poistoon sekä kom ponenttien erottamiseen toisistaan. Jo vuonna 1916 Nelson ja Griffen (1) adsorboivat invertaasientsyymiä aktiivihiileen ja alumiinioksidiin. Entsyymejä ja muita proteiineja on sittemmin adsorboitu useisiin epäorgaanisiin adsorbentteihin tarkoituksena puhdistaa proteiineja joko toisista proteiineista tai muista : 15 epäpuhtauksista, immobilisoida entsyymejä tai erottaa kaikki proteiinit liuoksesta.Adsorption has long been used in the chemical and biochemical industries and in oil refining to remove process solutions and gaseous contaminants and to separate components. As early as 1916, Nelson and Griffen (1) adsorbed the enzyme invertase to activated carbon and alumina. Enzymes and other proteins have since been adsorbed to a number of inorganic adsorbents for the purpose of purifying proteins either from other proteins or from other: impurities, immobilizing enzymes, or separating all proteins from solution.

Zittle (2) luettelee katsauksessaan vuodelta 1953 useita epäorgaanisia adsorbentteja: kalsiumfosfaatti, piimää, bauksiitti, bentoniitti, alumiinioksidi, sinkki- ja kalsiumkar-bonaatti, aktiivihiili, silikageeli sekä magnesium- ja alumiinihydroksidi. Vuonna 1976 Morris ja Morris (3) mainitsevat edellisten lisäksi myös titaanidioksidin todeten sillä 20 olevan vain vähän käyttöä proteiinien adsorptiossa kiteisen, ei-huokoisen rakenteen takia. Stabiilisuus ja erittäin puhtaan materiaalin saatavuus ovat titaanidioksidin hyviä ominaisuuksia adsorbenttikäytön suhteen. AERE:ssa (Atomic Energy Research . . Establishment, Harwell UK) on kehitetty useista epäorgaanisista materiaaleista makrohuokoisia, pallomaisia, erityisesti pylväskromatografiaan soveltuvia 2 84835 adsorbentteja. Miles ja Thomson (4) mainitsevat näistä seuraavat: silikageeli, bentoniitti, huokoinen lasi, alumiinioksidi, kalsiumfosfaatti, bariumsulfaatti ja magnesiumpyrofosfaatti sekä titaanidioksidi.In his 1953 review, Zittle (2) lists several inorganic adsorbents: calcium phosphate, diatomaceous earth, bauxite, bentonite, alumina, zinc and calcium carbonate, activated carbon, silica gel, and magnesium and aluminum hydroxide. In 1976, Morris and Morris (3) mention titanium dioxide in addition to the above, stating that it has little use in the adsorption of proteins due to its crystalline, non-porous structure. Stability and availability of very pure material are good properties of titanium dioxide for adsorbent use. AERE (Atomic Energy Research.. Establishment, Harwell UK) has developed 2,84835 macroporous, spherical, especially suitable for column chromatography, adsorbents from a variety of inorganic materials. Miles and Thomson (4) mention the following: silica gel, bentonite, porous glass, alumina, calcium phosphate, barium sulfate and magnesium pyrophosphate, and titanium dioxide.

Greenin ja Wasen katsauksessa vuodelta 1986 (5) todetaan mahdollisuus 5 selektiivisesti erottaa proteiineja sitomis- ja eluointiolosuhteita vaihtelemalla.A 1986 review by Green and Wasen (5) identifies the possibility 5 of selectively separating proteins by varying binding and elution conditions.

AERE:n kehitystyön tuloksista on englantilainen Sterling Organics Ltd tuottanut markkinoille useita makrohuokoisia, epäorgaanisia adsorbentteja tuotenimellä Macrosorb. Macrosorb T on titaanidioksidista valmistettu adsorbentti proteiinien adsorboimiseen, entsyymien ja solujen immobilisointiin, mikrobikasvatusliuosten 10 uuttamiseen, epäpuhtauksien poistoon ja kemialliseen katalyysiin (6). Macrosorb TAs a result of AERE's development work, the English Sterling Organics Ltd has launched several macroporous, inorganic adsorbents under the brand name Macrosorb. Macrosorb T is an adsorbent made of titanium dioxide for adsorption of proteins, immobilization of enzymes and cells, extraction of microbial culture solutions, removal of impurities and chemical catalysis (6). Macrosorb T

on kemiallisesti titaanidioksidia, Ti02.is chemically titanium dioxide, TiO2.

Titaanidioksidilla saaduista tuloksista Miles ja Thomson (4) esittelevät kudoshomogenaatin Iaktaattidehydrogenaasin, fosfoglyseraattikinaasin ja malaattidehydrogenaasin erottamista toisistaan sekä proteiinien erottamista . 15 viljankäsittelyprosessin ja juustonvalmistuksen jätevesistä. Thomson (7) on käyttänytFrom the results obtained with titanium dioxide, Miles and Thomson (4) present the separation of tissue homogenate lactate dehydrogenase, phosphoglycerate kinase and malate dehydrogenase as well as the separation of proteins. 15 from wastewater from grain processing and cheese making. Thomson (7) has used

titaanidioksidia myös bromelaiinin talteenotossa ananaspuristeesta. Wase et ai. (8) kuvaavat titaanidioksidin käyttöä Bacillus cereus-bakteerin tuottamien entsyymien, kefalosporinaasin ja penisillinaasin, erottamiseen sekä suoraan kasvatusliuoksesta että kirkastetusta kasvatusliuoksesta. Kummankin entsyymin aktiivisuudesta yli 90 % 20 sitoutuu titaanidioksidiin. Entsyymit irroitetaan esim. 1 Mtitanium dioxide also in the recovery of bromelain from pineapple press. Wase et al. (8) describe the use of titanium dioxide to separate enzymes produced by Bacillus cereus, cephalosporinase and penicillinase, both directly from the culture medium and from the clarified culture medium. More than 90% of the activity of both enzymes is bound to titanium dioxide. The enzymes are cleaved, e.g., 1 M

ammoniumsitraattipuskurilla (pH 7). Irroituksessa 50-60 % mainituista entsyymiaktiivisuuksista vapautuu liuokseen. Käyttämällä adsorbenttina ensin alumiinioksidia ja sitten titaanidioksidia voidaan entsyymit erottaa toisistaan.with ammonium citrate buffer (pH 7). Upon release, 50-60% of said enzyme activities are released into solution. By using alumina first and then titanium dioxide as adsorbent, the enzymes can be separated.

n 3 84835n 3 84835

Kent et ai. (9) referoivat epäorgaanisten kantajien käyttöä entsyymien immobilisointiin. Titaanidioksidiin joko huokoisena tai ei-huokoisena materiaalina on adsorboitu katalaasia, glukoosioksidaasia, papaiinia ja ureaasia.Kent et al. (9) refer to the use of inorganic carriers for immobilizing enzymes. Catalase, glucose oxidase, papain and urease have been adsorbed on titanium dioxide as either a porous or non-porous material.

Epäorgaanisten adsorbenttien käytöstä endopolygalakturonaasin erottamiseen ja 5 puhdistamiseen ei löydy mainintoja. Orgaanisina adsorbentteina on käytetty mm.No mention is made of the use of inorganic adsorbents for the separation and purification of endopolygalacturonase. As organic adsorbents, e.g.

ristisidottua pektiinihappoa (10), alginaattia (11) sekä ionivaihtohartseja (12,13). Kennedy (14) ja Kennedy ja Kay (15) tutkivat titaanioksihydraatin käyttöä lähinnä glukoosioksidaasin immobilisointiin. Kokeet tehtiin kaupallisella entsyymikonsentraatilla ja olivat alustavia perustutkimuksellisia kokeita (mittakaava 10 1,5 ml entsyymiliuosta). Japanilaisessa patenttijulkaisussa vuodelta 1983 (16), titaanioksihydraattia käytettin adsorbenttina maksan fibrinogeenin poistamiseen liuoksista. Tässäkin sovellutuksessa esitetty mittakaava oli hyvin pieni (5,0 ml käsiteltävää liuosta). Kirjallisuudesta ei löydy lainkaan mainintoja titaanioksihydraatin käytöstä polygalakturonaasin adsorbenttina, eikä muidenkaan entsyymien -.1.5 adsorbenttina suuremmassa mittakaavassa kuin edellä mainitut koeputkikokeet.cross-linked pectic acid (10), alginate (11) and ion exchange resins (12,13). Kennedy (14) and Kennedy and Kay (15) investigated the use of titanium oxyhydrate mainly for the immobilization of glucose oxidase. The experiments were performed with a commercial enzyme concentrate and were preliminary baseline experiments (scale 10 1.5 ml enzyme solution). In a Japanese patent publication from 1983 (16), titanium oxyhydrate was used as an adsorbent to remove liver fibrinogen from solutions. Also in this application, the scale presented was very small (5.0 ml of the solution to be treated). There is no mention in the literature of the use of titanium oxyhydrate as an adsorbent for polygalacturonase, nor as an adsorbent for other enzymes -.1.5 on a larger scale than the above-mentioned test tube experiments.

Aikaisemmissa tutkimuksissa (17) kehitettiin menetelmää polygalakturonaasin (PG) tuottamiselle Aspergillus niger-sienellä submerssiviljelmällä. Polygalakturonaasin lisäksi valmis fermentointiliuos sisälsi myös huomattavan määrän sivuaktiivisuuksia, 20 muun muuassa /3-glukosidaasia, hemisellulaasia (ksylanaasia) ja sellulaasia. Eräissä käyttösovellutuksissa näistä sivuaktiivisuuksista voikin olla hyötyä (17, 18). Toisissa 4 84835 sovellutuksissa, varsinkin lignoselluloosan erityyppisissä käsittelyissä, tarvitaan pektinaasia ja/tai hemisellulaasia sisältäviä entsyymipreparaatteja joissa ei ole merkittävää sellulaasiaktiivisuutta (esim. 19, 20).Previous studies (17) developed a method for the production of polygalacturonase (PG) by the fungus Aspergillus niger in submerged culture. In addition to polygalacturonase, the finished fermentation broth also contained a significant amount of side activities, including 20 β-glucosidase, hemicellulase (xylanase), and cellulase. Indeed, in some applications, these side activities may be useful (17, 18). Other 4,84835 applications, especially for various types of lignocellulose treatments, require enzyme preparations containing pectinase and / or hemicellulase that do not have significant cellulase activity (e.g., 19, 20).

5 Patenttihakemukseen johtaneissa tutkimuksissa selvitettiin mahdollisuuksia käyttää jo tunnettuja mineraaliadsorbentteja polygalakturonaasin konsentroimiseen A. niger’in fermentointiliuoksesta. Huomattiin, että bentoniitti (Na-Al-silikaatti, tuotenimi Berkbond No. 2, Steeley Minerals Division, Milton Keynes, UK) oli tehokas adsorbentti sekä polygalakturonaasille että /3-glukosidaasille (taulukko 1). 10 Bentoniittia on aikaisemmin käytetty adsorbenttina A. niger’in tuottaman β- galaktosidaasin (laktaasin) konsentroimisessa (21). Yritykset vapauttaa adsorboitunut polygalakturonaasi bentoniitista erilaisilla pH:n ja ionivahvuuden muutoksilla epäonnistuivat kuitenkin täysin (pH 5,0-9,0; NaCl-konsentraatio 5-200 g/1), vaikka /3-glukosidaasiaktiivisuus vapautui liuokseen helposti ja lähes kvantitatiivisesti, kun 15 entsyymi-adsorbenttiseos suspendoitiin pH:ssa 5,8 tai sen yläpuolella.5 The studies which led to the patent application examined the possibility of using already known mineral adsorbents for concentrating polygalacturonase from A. niger fermentation broth. It was found that bentonite (Na-Al silicate, trade name Berkbond No. 2, Steeley Minerals Division, Milton Keynes, UK) was a potent adsorbent for both polygalacturonase and β-glucosidase (Table 1). 10 Bentonite has previously been used as an adsorbent in the concentration of β-galactosidase (lactase) produced by A. niger (21). However, attempts to release adsorbed polygalacturonase from bentonite with various changes in pH and ionic strength were completely unsuccessful (pH 5.0-9.0; NaCl concentration 5-200 g / l), although β-glucosidase activity was readily and almost quantitatively released into the solution when 15 the enzyme-adsorbent mixture was suspended at pH 5.8 or above.

Toinen melko lupaava adsorbentti polygalakturonaasille taulukon 1 tulosten perusteella oli titaanidioksidi. Jatkotutkimukset suoritettiin Kemira Oy:n Porin tehtaan näytteillä, jotka olivat titaanioksidin valmistuksen eri prosessivaiheista.Another rather promising adsorbent for polygalacturonase based on the results in Table 1 was titanium dioxide. Further studies were performed on samples from Kemira Oy's Pori plant, which were from different process stages of titanium oxide production.

20 Tämä keksintö perustuu yllättävään havaintoon, jonka mukaan happamasta titanyylisulfaatti- (tai titanyylikloridi-) liuoksesta neutraloimalla saostettu, amorfinen titaanioksihydraatti (Ti02'l,9H20'0,06S02) on monin verroin tehokkaampi adsorbentti li 5 84835 polygalakturonaasille kuin titaanidioksidi.The present invention is based on the surprising finding that amorphous titanium oxyhydrate (TiO 2, 1.9H 2 O, 0.06SO 2) precipitated by neutralization from an acidic solution of titanyl sulfate (or titanyl chloride) is much more effective adsorbent than titanium oxide 5,84835 in polygalacturide.

Titaanioksihydraatti on valmistettu titanyylikloridiliuoksesta emäksellä seostamalla ja sisältää vedellä mahdollisimman puhtaaksi pestynä sitoutunutta alkalimetallia 0-3 paino-% NazO vastaavan määrän sekä 10-20 paino-% hydraattivettä (H20), kun 5 massa on kuivattu 35°C:n lämpötilassa. Vaihtoehtoisesti titaanioksihydraatti on valmistettu titanyylisulfaattiliuoksesta emäksellä seostamalla ja sisältää vedellä mahdollisimman puhtaaksi pestynä sitoutunutta sulfaattia määrän, joka vastaa 0-4 paino-% rikkiä (S) sekä 10-20 paino-% hydraattivettä (H20), kun massa on kuivattu 35°C:n lämpötilassa. Jopa 1 g/1 amorfista titaanioksihydraattia 10 (Ti02*l,9H20'0,06S02) riittää adsorboimaan yli 90% polygalakturonaasiaktiivisuudesta A. niger’in fermentointiliuoksesta (alkuperäinen PG-aktiivisuus noin 5000 nkat/ml), kun entsyymi-adsorbenttisuspension pH lasketaan 4,8:aan tai sen alle (kuva 1). Samaan tulokseen titaanidioksidilla päästään vasta adsorbenttikonsentraatiolla noin 30 g/1.Titanium oxyhydrate is prepared from a titanyl chloride solution by doping with a base and, when washed as clean as possible with water, contains 0-3% by weight of bound alkali metal corresponding to Na 2 O and 10-20% by weight of hydrate water (H 2 O) after drying at 35 ° C. Alternatively, the titanium oxyhydrate is prepared from a titanyl sulfate solution by doping with a base and contains, when washed as pure as possible with water, bound sulfate in an amount corresponding to 0-4% by weight of sulfur (S) and 10-20% by weight of hydrate water (H 2 O) after drying at 35 ° C. temperature. Up to 1 g / l of amorphous titanium oxyhydrate 10 (TiO 2 * 1.9H 2 O -0.06SO 2) is sufficient to adsorb more than 90% of the polygalacturonase activity from A. niger fermentation broth (initial PG activity about 5000 nkat / ml) when the pH of the enzyme adsorbent suspension is lowered to 4 , 8 or below (Figure 1). The same result is achieved with titanium dioxide only at an adsorbent concentration of about 30 g / l.

15.15.

Sitomisen jälkeen titaanioksihydraatti, johon polygalakturonaasi on sitoutunut, erotetaan liuoksesta, edullisesti sentrifugoimalla. Sentrifugointimenetelmä riippuu lähinnä prosessin mittakaavasta: yhtä onnistuneesti voidaan käyttää laboratoriosentrifugia, pilot-kuulasentrifugia ja pilot-separaattoria. Sentrifugoinnin 20 jälkeen massa otetaan mahdollisimman tarkasti talteen ja suspendoidaan alkupe räistä liuostilavuutta huomattavasti pienempään määrään vettä tai sopivaa puskuria (edullisesti 0,2 M natriumfosfaattipuskuria,pH 7,8-8,0). Tässä vaiheessa on varmistettava, että sekoitus on aluksi riittävän voimakasta aikaansaamaan homogeenisen s 84835 suspension. Tämän suspension pH tarkennetaan tarpeen vaatiessa edullisesti 7,5:ksi (lähinnä silloin, kun suspensio on tehty veteen eikä puskuriin) ja suspensiota sekoitetaan rauhallisesti noin puolen tunnin ajan. Tällöin polygalakturonaasi vapautuu adsorbentista liuokseen.After binding, the titanium oxyhydrate to which the polygalacturonase is bound is separated from the solution, preferably by centrifugation. The centrifugation method depends mainly on the scale of the process: a laboratory centrifuge, a pilot ball centrifuge and a pilot separator can be used equally successfully. After centrifugation, the mass is recovered as accurately as possible and suspended in a much smaller amount of water or a suitable buffer (preferably 0.2 M sodium phosphate buffer, pH 7.8-8.0) than the original volume of solution. At this stage, it must be ensured that the mixture is initially strong enough to obtain a homogeneous suspension of s 84835. The pH of this suspension to specify, if necessary, preferably to 7.5 (mainly when the suspension is made in water or buffer) and the suspension is stirred calmly for about half an hour. In this case, the polygalacturonase is released from the adsorbent into the solution.

5 Desorboitunut polygalakturonaasi otetaan talteen sentrifugoimalla ja keräämällä liuosfraktio sopivaan säiliöön. Adsorbenttimassa voidaan halutessa pestä pienellä määrällä vettä, joka sekoitetaan massaan kunnes saadaan tasainen suspensio. Tätä suspensiota sekoitetaan muutaman minuutin ajan ja sentrifugoidaan. Liuosfraktio yhdistetään aikaisempaan. Yhdistetyn liuoksen pH lasketaan alueelle 5,5-6,0 ja 10 tämän polygalakturonaasikonsentraatin säilyvyyttä parannetaan lisäämällä sopivia stabilointiaineita, kuten esimerkiksi natrium- ja/tai kalsiumsuolat, glyseroli, jne.The desorbed polygalacturonase is recovered by centrifugation and collecting the solution fraction in a suitable container. If desired, the adsorbent mass can be washed with a small amount of water, which is mixed into the mass until a uniform suspension is obtained. This suspension is stirred for a few minutes and centrifuged. The solution fraction is combined with the previous one. The pH of the combined solution is lowered to 5.5-6.0 and the shelf life of this polygalacturonase concentrate is improved by the addition of suitable stabilizers such as sodium and / or calcium salts, glycerol, etc.

Aikaisemmista tutkimuksista on tunnettua, että Aspergillus nieer’in polygalakturonaasin isoelektrinen piste (pl) on 5,3, kun saman organismin tuottaman LT. sellulaasin ja /3-glukosidaasin pl-arvot ovat alle 4,0 (17). /3-glukosidaasi ei tartu titaanidioksidiin tai -oksihydraattiin edes pH:ssa 3,0 (taulukko 1), mutta sellulaasi adsorboituu ainakin osittain pH:n laskiessa alle 4,0. Sellulaasivapaan polyga-lakturonaasikonsentraatin valmistamiseksi sidotaan polygalakturonaasi pH.ssa 4,2- 4,6, jolloin haluttu entsyymi adsorboituu tehokkaasti, mutta sellulaasi ei lainkaan. 20;- Näin tuotettu polygalakturonaasivalmiste sisältää siis erittäin vähän sellulaasia.It is known from previous studies that the isoelectric point (pI) of Aspergillus nieer polygalacturonase is 5.3 when the LT produced by the same organism. cellulase and β-glucosidase have pI values less than 4.0 (17). Β-glucosidase does not adhere to titanium dioxide or oxyhydrate even at pH 3.0 (Table 1), but the cellulase is at least partially adsorbed when the pH drops below 4.0. To prepare a cellulase-free polygalacturonase concentrate, the polygalacturonase is bound at pH 4.2-4.6, whereby the desired enzyme is efficiently adsorbed, but not the cellulase at all. Thus, the polygalacturonase preparation thus produced contains very little cellulase.

11 1 8483511 1 84835

Edellä esitetyllä polygalakturonaasin konsentrointimenetelmällä saavutetaan kolme selvää etua: PG-aktiivisuus saadaan konsentroiduksi nopealla ja tuotteelle ystävällisellä tavalla 5 Kasvatusliuoksesta erotetaan toinen potentiaalinen entsyymituote, /3-glukosidaasi, PG’sta PG puhdistetaan ei-halutusta sellulaasiaktiivisuudesta (sekä myös joistakin muista proteiineista)The polygalacturonase concentration method described above achieves three clear advantages: PG activity can be concentrated in a fast and product-friendly manner.

Tulokset on saatu käyttämällä isohkoja määriä kasvatusliuosta (80 litraa, ks. alla), 10 ja ovat siten sellaisenaan sovellettavissa tehdasmittakaavaan.The results have been obtained using large volumes of culture medium (80 liters, see below), 10 and are thus as such applicable to factory scale.

Esimerkki Käsiteltiin 80 1 A. niger-kannan VTT-D-86267 fermentointiliuosta, jonka PG-15 aktiivisuus oli 5500 nkat/ml. Tärkeimpien sivuaktiivisuuksien tasot olivat /3* glukosidaasi (bG) 65 nkat/ml, sellulaasi (HEC) 60 nkat/ml ja ksylanaasi (XYL) 290 nkat/ml ja liuoksen proteiinipitoisuus oli 0,9 g/1. Sellulaasiaktiivisuus A. niger’in fermentointiliuoksessa oli kokemuksemme mukaan riittävä liuottamaan täysin 5 g/1 puhdasta selluloosaa, joten se olisi siten aiheuttanut kuituvahinkoja 20 selluloosapitoisten materiaalien käsittelyssä.Example A fermentation broth of 80 l of A. niger strain VTT-D-86267 with a PG-15 activity of 5500 nkat / ml was treated. The levels of major side activities were / 3 * glucosidase (bG) 65 nkat / ml, cellulase (HEC) 60 nkat / ml and xylanase (XYL) 290 nkat / ml and the protein content of the solution was 0.9 g / l. In our experience, the cellulase activity in the fermentation broth of A. niger was sufficient to completely dissolve 5 g / l of pure cellulose, so that it would have caused fiber damage in the handling of 20 cellulosic materials.

Fermentointiliuokseen (80 1) lisättiin 1,0 g/1 titaanioksihydraattia (kuivapainon mukaan) esisekoitettuna n. 1,5 litraan vettä. Sekoitetun suspension pH laskettiin 4,4:aan fosforihapon lisäyksellä. Suspensiota sekoitettiin rauhallisesti kahden tunnin 25 ajan, jonka jälkeen massa erotettiin liuoksesta sentrifugilla. Separoinnissa erottunut § 84835 massa otettiin talteen mahdollisimman tarkasti, lopuksi huuhtelemalla 1,5 litralla 0,2 M natriumfosfaattipuskurilla, pH 8,0. Separoinnissa saadusta liuosfraktiosta otettiin talteen /3-glukosidaasi adsorboimalla bentoniittiin.To the fermentation solution (80 L) was added 1.0 g / L of titanium oxyhydrate (by dry weight) premixed with about 1.5 liters of water. The pH of the stirred suspension was lowered to 4.4 by the addition of phosphoric acid. The suspension was stirred gently for two hours 25, after which the mass was separated from the solution by centrifugation. The § 84835 mass separated in the separation was recovered as accurately as possible, finally by rinsing with 1.5 liters of 0.2 M sodium phosphate buffer, pH 8.0. From the solution fraction obtained in the separation, β-glucosidase was recovered by adsorption on bentonite.

5 Massan ja puskurin seos em. separoinnin jälkeen sekoitettiin tasaiseksi suspensioksi ja sen pH tarkennettiin 7,4:ään 1,0 M natriumhydroksidilla. Noin 15 minuutin sekoituksen jälkeen tämä suspensio sentrifugoitiin laboratoriosentrifugissa (4500 rpm, 20 min, 10°C) ja liuosfraktio (1460 ml) otettiin talteen. Massaan sekoitettiin 200 ml vettä ja tämä suspensio sentrifugoitiin. Liuosfraktio (190 ml) yhdistettiin 10 aikaisempaan. Yhdistetyn liuoksen pH laskettiin 5,5:een suolahapolla ja polygalakturonaasiaktiivisuus stabiloitiin lisäämällä sekoitettuun liuokseen 100 g/1 NaCl sekä 20 g/1 CaCl2, pienissä erissä. Suolalisäyksen jälkeen liuosta säilytettiin + 4°C:ssa yön yli, jonka jälkeen vähäinen sakka erotettiin sentrifugoimalla. Lopullisen kirkkaan liuoksen tilavuus oli 1800 ml.After the above separation, the mixture of pulp and buffer was stirred into a uniform suspension and its pH was adjusted to 7.4 with 1.0 M sodium hydroxide. After stirring for about 15 minutes, this suspension was centrifuged in a laboratory centrifuge (4500 rpm, 20 min, 10 ° C) and the solution fraction (1460 ml) was collected. The mass was mixed with 200 ml of water and this suspension was centrifuged. The solution fraction (190 ml) was combined with the previous 10. The pH of the combined solution was lowered to 5.5 with hydrochloric acid and the polygalacturonase activity was stabilized by adding 100 g / l NaCl and 20 g / l CaCl2 to the stirred solution in small portions. After the addition of salt, the solution was stored at + 4 ° C overnight, after which the slight precipitate was separated by centrifugation. The volume of the final clear solution was 1800 ml.

13'.13 '.

Aktiivisuudet, spesifiset aktiivisuudet sekä lasketut saannot polygalakturonaasi-;;; konsentraatissa on esitetty taulukossa 2. Alkuperäisestä PG-aktiivisuudesta noin 80 % saatiin talteen konsentraattiin, joka sisälsi kuitenkin alle 1 % alkuperäisestä sellulaasiaktiivisuudesta (HEC). Polygalakturonaasin spesifinen aktiivisuus 20'. konsentraatissa oli melkein kymmenkertainen verrattuna alkuperäisen fermen- tointiliuoksen spesifiseen aktiivisuuteen. PG:n ja sellulaasin suhde (PG/HEC) oli noin 100 alkuperäisessä liuoksessa ja yli 10 000 konsentraatissa.Activities, specific activities and calculated yields of polygalacturonase - ;;; in concentrate is shown in Table 2. Approximately 80% of the initial PG activity was recovered in the concentrate, which, however, contained less than 1% of the initial cellulase activity (HEC). Polygalacturonase specific activity 20 '. in the concentrate was almost ten times the specific activity of the initial fermentation broth. The PG to cellulase ratio (PG / HEC) was about 100 in the initial solution and more than 10,000 in the concentrate.

2 84835 VIITTEET : 1. Nelson J.M.,Griffen E.G., J.Am.Chem.Soc., 38 (1916) 1109.2,84835 REFERENCES: 1. Nelson J.M., Griffen E.G., J.Am.Chem.Soc., 38 (1916) 1109.

2. Zittle C.A., Adv.Enzymol. 14 (1953) 319-374.2. Zittle C.A., Adv.Enzymol. 14 (1953) 319-374.

3. Morris C.J.O.R., Morris P., Separation methods in Biochemistry. 2nd ed., Pitman Pubi. Ltd.,London 1976, 153-248.3. Morris C.J.O.R., Morris P., Separation methods in Biochemistry. 2nd ed., Pitman Pub. Ltd., London 1976, 153-248.

4. Miles B.J.,Thomson A.R., Proc.Biochem. 1974 (4) 11-16.4. Miles B.J., Thomson A.R., Proc.Biochem. 1974 (4) 11-16.

5. Green S.,Wase D.A.J., Proc.Biochem. 1986 (12) 200-203.5. Green S., Wase D.A.J., Proc.Biochem. 1986 (12) 200-203.

6. Sterling Organics Ltd., Macrosorb T, Macrosorb C, Macrosorb K Technical data sheet, May 1986.6. Sterling Organics Ltd., Macrosorb T, Macrosorb C, Macrosorb K Technical data sheet, May 1986.

7. Thomson A.R., J.Chem.Tech.Biotechnol. 34B (1984) 190-198.7. Thomson A.R., J.Chem.Tech.Biotechnol. 34B (1984) 190-198.

8. Wase D.A.J.,Green S.,Thomson A.R., Proc.Conf.Adv.Fermentation 1983. 54-58.8. Wase D.A.J., Green S., Thomson A.R., Proc.Conf.Adv.Fermentation 1983. 54-58.

9. Kent C.,Rosevear A.,Thomson A.R., Topics in Enzvme and Fermentation Biotechnology vol 2 (Ed. Wiseman A.,) 12-119.9. Kent C., Rosevear A., Thomson A.R., Topics in Enzyme and Fermentation Biotechnology vol 2 (Ed. Wiseman A.,) 12-119.

10. Rexova-Benkova L., Biochim.Biophys.Acta 276 (1972) 215-220.10. Rexova-Benkova L., Biochim.Biophys.Acta 276 (1972) 215-220.

11. Somers M.,Rozie H., Bonte A., Rombouts F., Visser J., van’t Riet K., Proc.4th Eur.Congr.Biotechnol. 1987 560-563.11. Somers M., Rozie H., Bonte A., Rombouts F., Visser J., van't Riet K., Proc.4th Eur.Congr.Biotechnol. 1987 560-563.

12. McColloch R.J., Kertesz Z.I., J.Biol.Chem. 160 (1945) 149-154.12. McColloch R.J., Kertesz Z.I., J.Biol.Chem. 160 (1945) 149-154.

13. Talboys P.W., Nature 166 (1950) 1077.13. Talboys P.W., Nature 166 (1950) 1077.

14. Kennedy J.F., Chem. Soc. Rev. 8 (1979) 221-257 15. Kennedy J.F., Kay I.M. J.C.S. Perkin I (1976), no. 3, 329-335.14. Kennedy J.F., Chem. Soc. Rev. 8 (1979) 221-257 15. Kennedy J.F., Kay I.M. J. C. S. Perkin I (1976), no. 3, 329-335.

16. Japanese Patent 58 70,835 (1983) [83 70,835].16. Japanese Patent 58 70,835 (1983) [83 70,835].

10 84835 17. Bailey M.J., Pessa E. Enzyme Microb Technol 12 (1990) 266-271.10 84835 17. Bailey M.J., Pessa E. Enzyme Microb Technol 12 (1990) 266-271.

18. Beldman G., Rombouts F.M., Voragen A.G.V., Pilnik W.(1984) Enzyme Microb. Technol. 6, 503-507.18. Beldman G., Rombouts F.M., Voragen A.G.V., Pilnik W. (1984) Enzyme Microb. Technol. 6, 503-507.

19. Kantelinen A., Viikari L., Linko M., Rättö M., Ranua M., Sundquist J. (1988) International Pulp Bleaching Conference. Tappi Proceedings, pp. 1-5.19. Kantelinen A., Viikari L., Linko M., Rättö M., Ranua M., Sundquist J. (1988) International Pulp Bleaching Conference. Tappi Proceedings, pp. 1-5.

20. Bailey M.J., Poutanen K. Appi. Microbiol. Biotechnol. 30 (1989) 5-10.20. Bailey M.J., Poutanen K. Appl. Microbiol. Biotechnol. 30 (1989) 5-10.

21. Harvey M.S. (1971) US Patent 3,620,924.21. Harvey M.S. (1971) U.S. Patent 3,620,924.

Ii 11 84835Ii 11 84835

Taulukko 1. Polygalakturonaasin ja /3-glukosidaasin jäännösaktiivisuudet A. niger’in fermentointiliuoksessa 3 h:n inkuboinnin jälkeen eri adsorbenttien kanssa (seoksina 10 g/1) pH:ssa 3,0. Aktiivisuusmenetelmät on kuvattu viitteessä (17).Table 1. Residual activities of polygalacturonase and β-glucosidase in A. niger fermentation broth after 3 h incubation with different adsorbents (mixtures 10 g / l) at pH 3.0. Methods of activity are described in reference (17).

Jäännösaktiivisuudet liuoksessa Polygalakturonaasi /3-Glukosidaasi nkat/ml % nkat/ml %Residual activities in solution Polygalacturonase / 3-Glucosidase nkat / ml% nkat / ml%

Fermentointiliuos 6000 100 105 100Fermentation solution 6000 100 105 100

Bentoniitti (Steeley, UK) 20 <1 2 2Bentonite (Steeley, UK) 20 <1 2 2

Piimää (Witco, USA) 4200 70 92 88Diatomaceous earth (Witco, USA) 4200 70 92 88

Amberlite XAD-2 (BDH, UK) 5300 88 85 81Amberlite XAD-2 (BDH, UK) 5300 88 85 81

Ti02 (May & Baker, UK) 1600 26 110 100 A1A (Merck, FRG) 2400 40 98 93TiO2 (May & Baker, UK) 1600 26 110 100 A1A (Merck, FRG) 2400 40 98 93

Micro-cel C (Manville, USA) 3700 62 92 88Micro-cel C (Manville, USA) 3700 62 92 88

Silikageeli (Woelm, FRG) 5300 88 88 84 84835Silica gel (Woelm, FRG) 5300 88 88 84 84835

^ O VO^ O VO

1 x s 3 ^ 00 2 3 0 8° ^ :rt «0- ^1 x s 3 ^ 00 2 3 0 8 ° ^: rt «0- ^

e g tSe g tS

v JS v G ^ .^5 0 |S :§ U r^.v JS v G ^. ^ 5 0 | S: § U r ^.

! s s g g o 1 i li W3 S Cd _ ^ +- Ώ 2 rh Q 00 <u rt λ v§ y o r-! s s g g o 1 i li W3 S Cd _ ^ + - Ώ 2 rh Q 00 <u rt λ v§ y o r-

Ό Jrt CO δ1' Oh T-HΌ Jrt CO δ1 'Oh T-H

g 3g 3

5/3 S5/3 S

11 ί N o d S " X § O rs r~ w 3 «j. r- C -*11 ί N o d S "X § O rs r ~ w 3« j. R- C - *

'S3 JS U'S3 JS U

S S> ω r- <o S >5 S Ό S3 grv Cu c ^ -S S> ω r- <o S> 5 S Ό S3 grv Cu c ^ -

3 =3 S -C 00 © O3 = 3 S -C 00 © O

_. s K .ö *- O O_. s K .ö * - O O

•S, & ω -s rt rH, S Φ _, Ό . Oh ^ ^ W vo Ό• S, & ω -s rt rH, S Φ _, Ό. Oh ^ ^ W vo Ό

Qr-rt CO rt e D-, u-i 1 s |Qr-rt CO rt e D-, u-i 1 s |

SI .1 s ISI .1 s I

m .a »-. .- S e 1 J -a. 8 | ώ S § 2 ^ <* *m .a »-. .- S e 1 J -a. 8 | ώ S § 2 ^ <* *

Q· J2 SQ · J2 S

g ! ! , “Is ^88 .S o e X <n m ϋ G G *p I S i O «O ^ 2. P K QQ. VO rs u M ög! ! , “Is ^ 88 .S o e X <n m ϋ G G * p I S i O« O ^ 2. P K QQ. VO rs u M ö

<λ ^ C QJ<λ ^ C QJ

·> O U «v LL] O 00 g 8 " § 5. * ~ $ ·§ la 8 8 .Ξ O 3 '3 3 Ό 2 3 4 3 JS o 10 8 « p -a <, e Plh -h e H .a 0 > 3 s ~ -a S e ^ 3 Ö 8 3 11¾ 2 3·> OU «v LL] O 00 g 8" § 5. * ~ $ · § la 8 8 .Ξ O 3 '3 3 Ό 2 3 4 3 JS o 10 8 «p -a <, e Plh -he H .a 0> 3 s ~ -a S e ^ 3 Ö 8 3 11¾ 2 3

Ji' c g rt 3 00 <2 <: g. p ä s "Ji 'c g rt 3 00 <2 <: g. p ä s "

I , · «"NI, · «" N

• '+-» +Z« CN G cd 1 | 1 1 | g S |• '+ - »+ Z« CN G cd 1 | 1 1 | g S |

H Z ft a MH Z ft a M

ilil

Claims (4)

1. Menetelmä polygalakturonaasin talteenottamiseksi ja konsentroimiseksi liuoksesta, tunnettu siitä, että polygalakturonaasi adsorboidaan amorfiseen titaanioksihydraattiin (TiO2*l,9H20O,06SO2) sekoittamalla adsorbenttia ja liuosta happamuusalueella, joka suosii polygalakturonaasin sitoutumista mahdollisten ei-haluttujen proteiinien jäädessä liuokseen, edullisesti pH-arvossa alle 5, otetaan sentrifugoimalla, suodattamalla tai muulla vastaavalla toimenpiteellä talteen polygalakturonaasin sisältävä adsorbentti, vapautetaan sitten polygalakturonaasi suspendoimalla adsorbentti alkuperäistä liuostilavuutta huomattavasti pienempään määrään vettä tai puskuriliuosta, jonka pH säädetään polygalakturonaasin irtoamista suosivaksi, edullisesti pH-arvoon yli 7, ja lopuksi erotetaan nyt liuoksessa oleva polygalakturonaasi adsorbentistä sentrifugoimalla, suodattamalla tai muulla vastaavalla toimenpiteellä.A method for recovering and concentrating polygalacturonase from solution, characterized in that the polygalacturonase is adsorbed on amorphous titanium oxyhydrate (TiO2 * 1.9H2O, 06SO2) by stirring the adsorbent and the solution in a pH range below , recovering the polygalacturonase-containing adsorbent by centrifugation, filtration or the like, then releasing the polygalacturonase by suspending the adsorbent in a much smaller volume of water or buffer solution, the pH of which is adjusted to favor the polygalacturonase release and preferably by centrifugation, filtration or other similar process. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polygalakturonaasi otetaan talteen kirkastetusta tai kirkastamattomasta fermentointiliuoksesta tai mikrobi-, kasvi- tai eläinsolujen homogenaatista.Process according to Claim 1, characterized in that the polygalacturonase is recovered from a clarified or non-clarified fermentation broth or from a homogenate of microbial, plant or animal cells. 3. Patenttivaatimusten 1-2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polygalakturonaasi on tuotettu Aspergillus niger-sienellä.Process according to Claims 1 to 2, characterized in that the polygalacturonase is produced by the fungus Aspergillus niger. 4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ei-haluttu proteiini, joka erotetaan polygalakturonaasista, on sellulaasi. 14 8 4 8 35Process according to Claims 1 to 3, characterized in that the undesired protein to be separated from the polygalacturonase is cellulase. 14 8 4 8 35
FI894235A 1989-09-08 1989-09-08 A process for the recovery and concentration of polygalacturonase from a solution FI84835C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI894235A FI84835C (en) 1989-09-08 1989-09-08 A process for the recovery and concentration of polygalacturonase from a solution

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI894235 1989-09-08
FI894235A FI84835C (en) 1989-09-08 1989-09-08 A process for the recovery and concentration of polygalacturonase from a solution

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI894235A0 FI894235A0 (en) 1989-09-08
FI894235A FI894235A (en) 1991-03-09
FI84835B FI84835B (en) 1991-10-15
FI84835C true FI84835C (en) 1992-01-27

Family

ID=8528957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI894235A FI84835C (en) 1989-09-08 1989-09-08 A process for the recovery and concentration of polygalacturonase from a solution

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI84835C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI894235A (en) 1991-03-09
FI84835B (en) 1991-10-15
FI894235A0 (en) 1989-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI85384B (en) FOERFARANDE FOER HYDROLYSERING AV HEMICELLULOSA MED IMMOBILISERADE ENZYMER OCH PRODUKT SOM OMFATTAR ETT IMMOBILISERAT HEMICELLULOLYTISKT ENZYM.
Abdel-Naby Immobilization of Aspergillus niger NRC 107 xylanase and β-xylosidase, and properties of the immobilized enzymes
US5998173A (en) Process for producing N-acetyl-D-glucosamine
Martino et al. Immobilization of β-glucosidase from a commercial preparation. Part 1. A comparative study of natural supports
PL126637B1 (en) Method of obtaining water-insoluble enzyme preparation
FI84835C (en) A process for the recovery and concentration of polygalacturonase from a solution
AU718465B2 (en) Crystalline cellulase and method for producing same
RU2475538C2 (en) Ferment lovastatin esterase, immobilised on hard carrier, method of ferment immobilisation, biocatalysed flow reactor and method of simvastatin treatment
US20040110264A1 (en) Method for preparing bioreactor
US4347322A (en) Chromatographic process for enzyme purification
Bailey et al. Selective concentration of polygalacturonase and bD-glucosidase of Aspergillus niger culture filtrate using mineral adsorbents
Tomar et al. Immobilization of cane invertase on bentonite
DK160436B (en) IMMOBILIZED VANDU-SOLUBLE LACTASE
US6869784B2 (en) Passivation of nerve agents by surface modified enzymes stabilized by non-covalent immobilization on robust, stable particles
Crasnier et al. Elution of acid phosphatase from sycamore cell walls
NO317112B1 (en) A process for preparing a virus-activated fraction containing factor VIII by chromatographic methods
EP0185379A2 (en) A process for the production of purified glucose isomerase
Prabhu Immobilization of dextranase on bentonite
JP2731212B2 (en) Novel cellulase and method for producing the same
IYENGAR et al. IMMOBILIZATION OF INVERTASE ON MOLECULAR SIEVE BY METAL-LINK METHOD
Adikane et al. Single-step purification and immobilization of penicillin acylase using hydrophobic ligands
SU1472505A1 (en) Method of immobilizing enzymes
CZ285449B6 (en) PROCESS FOR PREPARING D-p-HYDROXYPHENYLGLYCINE OR DERIVATIVES THEREOF
Wheatley et al. Enzymatic properties of immobilized Alcaligenes faecalis cells with cell‐associated β‐glucosidase activity
Ayers Ion exchange process for removing glucosyltransferase from crude glucoamylase

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS