PL126033B2 - Method of deposition of enzymes on chitin carrier - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób osadzania enzymów na nosniku chitynowym.Znany z literatury: A. Kilara „Theuse ofimmobilized enzymes in the Food Industry,a review" Critical Reviews in Food Science and Nutrition, vol. 12, Tssue2,1979; W.L. Stenley, G.G. Watters, J.M. Mercer „Lactoce and other Enzymes bound to Chitin with Glutaraldehyde", Biotechnology and Bioeginnering, vol XII, 315-326, 1975, sposób osadzania enzymów na nosniku chitynowym polega na dzialaniu na chityne wodnym roztworem enzymu, w obecnosci aldehydu glutarowego, spelniajacego role srodka sieciujacego. Wystepujace w czasteczkach aldehydu glutorowego dwie grupy karbonylowe posrednicza w procesie wiazania enzymu z nosnikiem, laczac sie za pomoca jednej grupy z chityna a za pomoca drugiej z bialkiem enzymu.Znany jest równiez z polskiego opisu patentowego nr 115426 sposób osadzania hydrolaz glikozydów na nosniku chitynowym, który polega na chemisorpcji enzymów na chitynie otrzyma¬ nej z odpadów po przerobie kryla. Osadzenie enzymu prowadzi sie w roztworze wodnym.Niedogodnoscia pierwszego opisanego wyzej sposobu jest zmniejszenie aktywnosci enzymu spowodowane czesciowa jego denaturacja pod dzialaniem aldehydu glutarowego.Niedogodnoscia sposobu wedlug polskiego opisu patentowego jest to, iz okolo 50% osadzo¬ nego enzymu, zwiazanego za pomoca oddzialywan elektrostatycznych, uwalnia sie przy wzroscie sily jonowej srodowiska reakcji.Sposób osadzania enzymów na nosniku chitynowym otrzymanym z odpadów po przerobie kryla z udzialem aldehydu alifatycznego, wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze rozdrob¬ niona chityne korzystnie o srednicy ziaren 0,3-0,75 mm aktywuje sie aldehydem o jednej grupie karbonylowej korzystnie od 1 do 3 wegli w czasteczce, przy pH = 8,5, w czasie 1 godziny i w temperaturze 20°C, po czym na tak uaktywniona chityne dziala sie wodnym roztworem enzymu co najmniej przez 2 godziny i w temperaturze 20°C.Korzystne jest stosowanie 1,5 M wodnego roztworu aldehydu mrówkowgo zachowujac wagowa proporcje nosnika i roztworu enzymu 1:200 oraz wodnego roztworu enzymu zachowujac wagowa proporcje chityny i enzymu 1 :200.Chityne korzystnie o srednicy ziaren 0,3-0,75 mm otrzymuje sie z odpadów pancerza kryla, poddajac je demineralizacji 10-25% kwasem solnym, przez 2 godziny, w temperaturze 20°C, w2 126 033 stosunku wagowym 1: 20 po czym prowadzi sie odbialczenie 5-25% wodorotlenkiem potasu, przez 2 godziny, w temperaturze 90°C, w stosunku wagowym 1 :20, przemywa woda do pH = 7, a nastepnie metanolem.Jako enzymy stosuje sie diastoze, a i /? — amylaze lub glukoamylaze.Nieoczekiwanym efektem byl wzrost aktywnosci enzymów unieruchomionych na chitynie aktywowanej aldehydem o jednej grupie funkcyjnej w porównaniu z preparatami enzymów unieru¬ chomionych metoda chemisorpcji lub sieciowania aldehydem glutarowym (tab. 1).Ta Metoda unieruchomienia /? — amylazy chemisorpcja unieruchomienie w obecnosci aldehydu glutarowego unieruchomienie na chitynie aktywowanej HCHO bela 1 Szybkosc reakcji enzymatycznej (mg/min) 1,27 0,88 1,75 Aktywnosc wzgledna V/V0 (%) 100 69,4 137,2 Zastosowanie do wstepnej aktywacji chityny aldehydu glutarowego zamiast aldehydu ojednej grupie funkcyjnej nie powoduje poprawy, lecz spadek aktywnosci unieruchomionych enzymów Metoda unieruchomienia (J — amylazy (preparat diastezy) chemisorpcja sieciowanie w obecnosci aldehydu glutarowego unieruchomienie na chitynie aktywowanej aldehydem glutarowym Aktywnosc wzgledna V/Vo (%) 100 56,9 53,8 Przy pH srodowiska reakcji wyzszym od 6,0 sila wiazania bialka enzymatycznego na chitynie krylowej wstepnie aktywowanej monoaldehydem jest wieksza niz w przypadku metody chemisorp¬ cji. Przy zwiekszeniu sily jonowej do /jl = 0,7 za pomoca 5% roztworu KC1 nie stwierdzono spadku aktywnosci enzymów unieruchomionych na aktywowanej chitynie (tab. 3).Tabela 3 Aktywnosc jako szybkosc reakcji enzymatycznej (mg/min) Metodaunieruchamiania fi — amylazy chemisorpcja sieciowanie w obecnosci aldehydu glutarowego bez przemywania KC1 m=0 1,27 0,88 po dzialaniu KC1 M = 0,7 0,60 0,79 unieruchomienie na chitynie aktywowanej HCHO 1,75 1,66126033 3 Przy stosowaniu zamiast aldehydu mrówkowego jego wyzszych homologów, dzialanie akty¬ wujace zmniejsza sie (tab. 4).Tabela 4 Metoda unieruchomienia fi — amylazy chemisorpcja unieruchamianie na chitynie aktywowanej HCHO unieruchamianie na chitynie aktywowanej CH3CHO Aktywnosc wzgledna V/V0 po dzialaniu 5% KCl (%) 100 275 177 Przyczyna przyrostu aktywnosci i trwalosci wiazania enzymów unieruchomionych na chitynie wstepnie aktywowanej monoaldehydami jest wzrost ilosci osrodków wiazania bialka enzymu z chityna.Zaleta wynalazku jest uzyskanie preparatów unieruchomionego enzymu bez spowodowanej denaturacja utraty aktywnosci, zwiekszenie stezenia enzymu na powierzchni nosnika poprzez wzrost ilosci osrodków wiazania enzymu z chityna, oraz ograniczenie desorpcji przez zastapienie slabych oddzialywan elektrostatycznych trwalszymi wiazaniami. Umozliwia to prowadzenie pro¬ cesów enzymatycznych z wieksza wydajnoscia przy równoczesnym zaoszczedzeniu bardzo drogich enzynów.Przedmiot wynalazku ilustruje przyklad wykonania.Przyklad. Chityne krylowa o rozdrobnieniu ziaren 0,3-0,75 mm aktywuje sie przez 1 godzine 5% wodnym roztworem formaldehydu o pH = 8,5 (chityna: 5% roztwór formaldehydu - 1:200) w temperaturze 20°C, okresowo mieszajac. Nastepnie chityne oddziela sie i przemywa woda (chityna: H2O, 1:2-104). Do tak aktywowanej chityny dodaje sie roztwór fi — amylazy lub glukoamylazy o stezeniu 1 mg/cm3, albo a — amylazy o stezeniu 30 ix g/cm3, zachowujac wagowa proporcje nosnika i roztworu enzymu!: 200. Mieszanine reakcyjna pozostawia sie na 2 godziny w temperaturze 20°C, okresowo mieszajac. Nastepnie unieruchomiony enzym oddziela sie od miesza¬ niny reakcyjnej, przemywa woda (chityna: H20,1:2-104) i stosuje bezposrednio do katalizowania reakcji enzymatycznej lub suszy znanymi sposobami.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób osadzania enzymów na nosniku chitynowym otrzymanym z odpadów po przerobie kryla z udzialem aldehydu alifatycznego, znamienny tym, ze rozdrobniona chityne aktywuje sie aldehydem ojednej grupie funkcyjnej o pH- 8,5, przez 1 godzine i w temperaturze 20°C po czym na tak uaktywniona chityne dziala sie wodnym roztworem enzymu przez 2 godziny i w temperaturze 20°C. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie 1,5M wodny roztwór aldehydu mrówkowego zachowujac wagowa proporcje chityny i aldehydu 1:200. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wodny roztwór enzymu stosuje sie zachowujac wagowa proporcje chityny i enzymu 1:200. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie chityne o srednicy ziaren 0,3-0,75 mm. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako enzym stosuje sie diastaze, a i B—amylaze ¦ub glukoamylaze. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób osadzania enzymów na nosniku chitynowym otrzymanym z odpadów po przerobie kryla z udzialem aldehydu alifatycznego, znamienny tym, ze rozdrobniona chityne aktywuje sie aldehydem ojednej grupie funkcyjnej o pH- 8,5, przez 1 godzine i w temperaturze 20°C po czym na tak uaktywniona chityne dziala sie wodnym roztworem enzymu przez 2 godziny i w temperaturze 20°C.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie 1,5M wodny roztwór aldehydu mrówkowego zachowujac wagowa proporcje chityny i aldehydu 1:200.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wodny roztwór enzymu stosuje sie zachowujac wagowa proporcje chityny i enzymu 1:200.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie chityne o srednicy ziaren 0,3-0,75 mm.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako enzym stosuje sie diastaze, a i B—amylaze ¦ub glukoamylaze. PL