Целюлолітичні препарати

Ферментні препарати, які здатні розчеплювати целюлозу, в найближчий час знайдуть широке застосування в найрізноманітніших галузях виробництва. Гідроліз целюлози дає глюкозу, яку можна використовувати для виробництва харчових та кормових білкових препаратів, отримувати з неї спирт для енергетичних цілей,а також вона може стати початковим продуктом для виробництва глюкозо-фруктозних сиропів. Відомі промислові способи гідролізу деревини до глюкози, але вони призводять до часткової деградації глюкози та утворенню небажаних домішок, від яких необхідно звільнятися. Для проведення кислотного гідролізу необхідне дороге, стійке до корозії обладнання. Тому найбільш перспективним являється використання целюлаз для гідролізу целюлозовміснї сировини. Целюлолітичні ферменти з успіхом застосовують в найрізноманітніших виробництвах (спиртова, пивоварна, хлібопекарська та ін.), де сировиною являються рослинні матеріали або відходи переробки рослин. Використання целюлаз підвищують вихід цільового продукту та дозволяє підійти до створення безвідходних технологій. Целюлолітичним ферментам належить велике майбутнє. Але целюлоза – дуже складний субстрат для дії ферментів, і в світі немає поки продуцентів, які б повній мірі задовольняли потреби галузей, що застосовують целюлози.

Джерела отримання целюлолітичних ферментів

Целюлази майже виключно синтезуються тільки мікроорганізмами, а саме анаеробними бактеріями роду Clostridium, мікроскопічними грибами та ін.. Целюлоза розщеплюється представниками багатьох родів мікроорганізмів – Alternaria tenuis, Aspergillus amstelodamy, A. fumigatus, A. oryzae, A. terreus, Cellovibrio gilvus, Cephalosporium sacchariticus, Chaetomium globosum, Fusarium culmorum, F. oxysporum, F. solani, Penicillium notatum, P. variable, Trichoderma koningii, T. viride, Cytophaga та ін..

Механізм дії та властивості целюлаз

Субстрат. Субстратом для целюлаз являються целюлоза або продукт її часткової деградації. Целюлоза являється високо полімерним полісахаридом рослин, що складається з залишків глюкози, з’єднаних між собою β-1,4-глюкозиднимим зв’язками. Целюлоза – лінійний полімер. Більшість залишків глюкози в целюлозі містять три вільних гідроксилу у 2, 3 та 6-го вуглецевих атомів, які є основою для утворення водневих зв’язків та формування міцних волокон. В середньому одна нитка целюлози складається з 6000-12000 глюкозних залишків з молекулярною масою близько 1·106 - 2·106. Об’єднані в групи ниткоподібні молекули целюлози називаються мікрофібрилами. В мікрофібрилі нитки целюлози можуть бути упаковані паралельно, з безліччю водневих та інших зв’язків – це «кристаліти»; ділянки, де нема строгої впорядкованої структури, називають аморфними. Аморфні ділянки целюлози легше піддаються зовнішньому впливу: зі збільшенням кількості таких ділянок росте набруньковуваність целюлози, її атакованість ферментами, падає міцність. Целюлоза є нерозчинним у воді субстратом. Нативна целюлоза, особливо з високим ступенем кристалічності, повільно та погано атакується целюлозами. Тому целюлозу для ферментативного гідролізу треба піддавати попередній обробці. ............