Ферментті препараттар белсендігінің сипаттамасы

Ферменттер табиғаты жағынан белокты молекулаларға жатады, сондықтан басқа белоктармен қоспа түрінде болғанда анықтау қиынға соғады. Белгілі препаратта ферменттің бар-жоғын фермент катализдейтін реакция нәтижесіне қарап анықтауға болады. Ферменттерге катализаторлар ретінде бірқатар ерекше қасиеттер тән. Мәселен, әсерінің жоғары каталитикалық белсенділігі және таңдамалылығы. Бірқатар жағдайларда ферментер абсолитті спецификалық қасиетке ие болады, яғни 1 ғана заттың өзгерісін катализдейді. Әрбір ферментке өзінің каталитикалық қызметі жоғары деңгейде көрінетін рН және температуралық оптимумы тән. Орта қышқылдығының күрт өзгеруі және температуралық режимнің бұзылуы ферменттерді денатурациялап, оның белсенділігінің жоғалуына әсер етеді. Ферменттердің қасиеттері жаңа препарат технологиясын жасауда ескерген жөн.

Фермент белсенділігі шартты түрде ферментативті реакцияның бастапқы жылдамдығына байланысты есептеледі. Стандартты белсенділік бірлігі –1 мин. ішінде белгіленген жағдайларда1 мкмоль субстраттың өзгеруін катализдейтін фермент мөлшерін анықтайтын шама (орысша, немісше Е,французша, ағылшынша U деп белгіленеді). Халықаралық биохимиялық одақтың шешімі бойынша фермент белсенділігін t = 30^оС температурада, реакцияның бастапқы жылдамдығына негізделіп анықталады. Реакцияның басқа парметрлері әр фермент үшін әртүрлі. Егер ферментті препараттың қалдық заттар болмаса, оның белсенділігі 1 г шаққандағы стандартты бірліктермен анықталады. Егер балласты заттар болса, онда ФП белсендігі препарат құрамындағы 1 мг шаққанда есептеледі. ФП активтігі-сапаның маңызды көрсеткіші б.т. Субстратты зат ретінде полимерлі заттар болғанда оның мол. массасы белгісіз болып келеді, ол кезде реакцияға түсетін топтардың эквиваленті алынады.

Өндірістік жолмен алынған ферменттердің басым көпшілігін гидролазалар құрайды. Бұл топқа алдымен амилолитикалық ферменттер - α-амилаза, β-амилаза, глюкоамилаза жатады. Олар крахмал мен гликогенді глюкозаға дейін ыдыратуда мәні зор, спирт өндірісі мен нан өндірісінде көп пайдаланылады.

Протеолитикалық ферменттер пептидогидролазалар класына жатады. Олар белок пен петидтердегі пептидті байланыстарды гидролиздейді. Оларға жоғары таңдамалылық қасиет тән. Мыс, пепсин ароматты аминқышқылдарының пептидті байланыстарына әсер етсе, трипсин – аргинин мен лизин арасындағы байланыстарды ажыратады.

Өндірісте протеолитикалық ферменттер белгілі рН аралығында әсер ету қасиетіне қарай қышқыл -рН 1.5 - 3.7 , бейтарап- рН 6.5 - 7.5 және сілтілі -pH > 8.0 протеазалар деп бөлінеді.

Протеазалар ет өндірісінде ет жұмсарту үшін, тері илеуде теріні жұмсартуда, бейнефильм өндірісінде пленканы қалпына келтіру үшін, парфюмерлі, жуғыш заттар өндірісінде, медицинада пайдаланылады.

Пектолитикалық ферменттер пектинді заттардың мол.массасын төмендетіп тұтқырлығын азайтады.Пектиназалар екі топқа бөлінеді – гидролазалар және трасэлиминазалар. Гидролазалар метилді қалдықтардың ажырауын катализдеп гликозидті байланыстарды үзеді, ал трансэлиминазалар пектинді заттардың қос байланыс түзу арқылы ыдырауын катализдейді. Пектиназалар текстильді өнеркәсіпте, тағам өнеркәсібінде шарап пен шырындарды мөлдірлету үшін пайдаланылады. Целлюлолитикалық ферменттер тек қана целлюлоза молекуласына әсер етіп оны гидролиздеуге қатысады. Целлюлазалар гидролизді өнеркәсіпте, медициналық өндірісте өсімдік стероидтарын алуда, тағам өндіруде май сапасын арттыру үшін және мал азық қоспасы ретінде қолданыс тапқан. Ферменнттердің продуценті ретінде түрлі таксономиялық топқа жататын бактериялар, актиномицеттер, саңырауқұлақтар айтса болады. Фермент өндіруші МО-ң жоғары ферменттік белсенділігі, белгілі субстратқа әсер ететін фермент синтезінің басымдылығы, фермент синтезі бойынша генетикалық тұрақтылығы, өсу жылдамдығының жоғары болуы шарт. Ферменттік препараттар көбінесе бациллдерді, аспергилл, пеницилл, триходерма штамдарын дақылдау арқылы алынады.

Әдетте ФП МО беттік н/е тереңдей дақылдау арқылы алады. Ферменттер биосинтезіне әсер ететін факторлар алуантүрлі. Олардың бірі-генетикалық фактор. Ферменттердің құрамы мен мөлшері қатаң түрде белгілі гендер қызметі арқылы реттеледі. Мутагендерді қолдана отырып, өндіріс үшін қажетті қасиеттері бар штамдарды алуға болады. Мутагенді факторларға клетканың тұқым қуалаушылық материалды өзгертетін иондаушы сәулелендіру, изотоптар, антибиотиктер, химиялық қосылыстар жатады. Генетикалық фактордың маңызына қарамастан биотехнологиялық процестердің өнімділігі қоректік орта құрамына да байланысты. Ферменттердің синтезін күшейту үшін амин қышқылдары, НҚ, пуринді негіздер сияқты өсу факторлары ортаға қосылып отырады. Көміртек көзі ретінде крахмал, жүгері экстрактісі, соя ұны, ашытқы биомассасының гидролизаттары пайдаланылады. МО азоттың минералды көздерін де пайдалана алады. Қоректік орталардың құрамына Mg, Mn, Zn, Fe, Cu иондарын қосу фермент өнімділігін арттырады, себебі олардың біразы ферменттің белсенді орталығының құрамына енеді. Мысалы Ca иондары a-амилаза тұрақтылығын жоғарылатса, Fe және Mg иондары протеолитикалық ферменттерді тұрақтандырады.