Разработка технологий гамма-циклодекстринглюканотрансферазы, гамма-циклодекстрина и комплексов включения на его основе

• Автор: Шипарева, Дарья Герасимовна
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 184 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Обзор литературы

1 Л.Циклодекстрины строение и свойства

1.2. Циклодекстринглюканотрансферазы.

1.2.1. Реакции, катализируемые циклодекстринглюканотрансферазой

1.2.2. Микроорганизмыпродуценты циклодекстринглюканотрансфераз.

1.3. Ферментативное производство уЦД

1.4. Получение комплексов включения циклодскстринов

1.4.1. Получение комплексов в водных растворах ЦЦ

1.4.2. Приготовление комплексов в суспензии

1.4.3. Тврдофазный метод получения комплексов.
1.5. Применение уЦЦ.
1.5.1.Пищевая промышленность.
1.5.2.Фармацевтивческая промышленность.
1.5.3. Косметическая промышленность
1.5.4. Химическая промышленность.
1.5.5. Текстильная промышленность
1.5.6. Другие области применения.
Глава 2. Материалы и методы.
2.1. Микроорганизмы.
2.2. Образцы почвы для скрининга
2.3. Скрининг ЦГТактивных микроорганизмов из природных мест обитания.
2.4. Питательные среды
2.5. Реактивы.
2.6. Крахмал, использованный для циклизации.
2.7. Ферментные препараты.
2.8. Циклодекстрины.
2.9.Вещества, использовавшиеся для получения комплексов включения
2 Оборудование и приборы
2 Методы
. Методы исследования бактерий
. Выращивание культур микроорганизмов в условиях глубинной ферментации
. Метод аддитивнорешетчатого математического описания объекта .
. Определение содержания сухих веществ
. Определение величины растворов.
. Определение белка.
. Способы выделения уциклодекстринглюканотрансферазы из культуральной жидкости i iii АПБ
. Определение содержания влаги в препарате
. Методы определения ферментативных активностей.
.1. Качественное определение уЦГТазной активности штаммовпродуцснтов, выращенных на тестсредах.
.2. Количественный метод определения активности уЦГТазы
.3. Определение амилолитической активности фотометрическим методом
2. Определение вязкости раствора крахмала.
2.Определение редуцирующих веществ РВ но методу ШомодьиНельсона
2. Определение дексгрозного эквивалента ДЭ
2. Методы определения физикохимических параметров уЦГТазы.
2. И. .1. Определение оптимума уЦГТазы
2.2. Определение температурного оптимума уЦГТазы.
2. Методы разделения циклодекстринов
2.1. Тонкослойная хроматография.
2.2. Разделение циклодекстринов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии ВЭЖХ
2. Методы, используемые при получении комплексов включения
2.1. Методы синтеза комплексов включения
2.2. Определение массовой доли атокоферол ацетата в комплексе .
2.3. Фотофлуориметрический метод анализа комплекса витамин В2уЦД
2 Рецептура косметического крема с добавлением комплекса включения
2 Рецептура бисквитного полуфабриката с добавлением комплекса включения.
Глава 3. Результаты и обсуждения
3.1. Скрининг ЦГТактивньтх микроорганизмов из природных мест обитания
3.2. Исследование фенотипических признаков и идентификация изолята АИБ.
3.2.1. Морфологические особенности клеток изолята АЛБ.
3.2.2. Культуральные признаки изолята АПБ.
3.2.3. Физиологобиохимические признаки изолята АПБ.
3.2.4. Филогенетический анализ штаммапродуцента
3.3. Определение наиболее эффективного состава питательной среды для биосинтеза ЦГТазы i iii АПБ.
3.4. Влияние микроэлементов на биосинтез уЦГТазы i iii АПБ.
3.5. Изучение влияния исходной ферментационной среды на биосинтез уЦГТазы i iii АПБ
3.6. Определение дозы и возраста посевного материала для культивирования i iii АПБ
3.7. Изучение динамики биосинтеза фермента уЦГТазы бактериями i iii АПБ
3.8. Осаждение уЦГТазы i iii АПБ из культуральной жидкости.
3.9. Наработка опытных партий препарата уЦГТазы i iii АПБ Гх.
3Определение оптимума уЦГТазы i iii АПБ
3 Определение температурного оптимума действия уЦГТазы i iii АПБ
3 Разработка условий ферментативной конверсии крахмала в уЦЦ
. Определение выхода уЦЦ из различных видов крахмалов под действием уЦГТазы i iii АПБ.
.Предобработка крахмала ферментными препаратами аамилаз.
3 Определение наиболее эффективных условий биоконверсии крахмала уЦГТазой i iii АПБ.
3 Разработка способа разделения циклодекстринов.
.Определение циклодекстринов методом тонкослойной хроматографии ТСХ.
Разделение ЦД на основе их растворимости в различных растворителях.
3 Получение комплексов включения биологически активных веществ с уЦД
. Получение комплексов включения витамина Е с уЦЦ
. Получение комплексов включения рибофлавина с уЦД
. Получение комплексов включения рыбьего жира с р и уЦД
3 Апробация полученных комплексов уЦД с витаминами
. Апробация полученного комплекса уЦД с витамином Е при изготовлении косметического крема
. Апробация полученных комплексов уЦД с витаминами при изготовлении бисквитного полуфабриката.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Выявлено положительное влияние процесса комплсксообразования с уЦД на устойчивость биологически активных веществ БАВ к воздействию света и кислорода воздуха. В результате скрининга почвенных ЦГТактивных изолятов бактерий создана лабораторная коллекция микроорганизмов, декретирующих успецифичные ЦГТазы. На основе наиболее перспективного штамма коллекции i iii АПБ разработана биотехнология получения препарата уЦГТазы ГХ. Разработаны проекты Лабораторного регламента и Технических условий на ферментный препарат уциклодекстринглюканотрансфсраза ГХ. Проведена наработка препарата уЦГТазы ГХ в условиях опытного производства. Полученные результаты подтверждены актом ЗАО Фармацевтическая фирма Лекко. Штамм бактерий i iii АПБ депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов под номером ВКПМ В6. Подана заявка на выдачу патента РФ Штамм бактерий i iii АПБ продуцент уциклодекстринглюканотрансферазы. Получены комплексы включения рыбьего жира и витаминов Е и Вг с уЦД с молярным соотношением компонентов от до . В лабораторных условиях кафедры Технология продуктов общественного питания МГУПП изготовлен бисквит с добавлением комплексов витаминов В и В2 с уЦД. Применяемые комплексы не оказывают негативного влияния на форму, структуру и консистенцию бисквита и аромат продукции, при этом улучшают вкус и повышают пищевую ценность получаемых продуктов, обогащая их БАВ. Результаты проведенной работы подтверждены актом лабораторных испытаний. На заводе ОАО Московская косметическая фабрика Рассвет произведена опытная партия крема, содержащего комплекс включения витамина Е с уЦД. Добавление комплекса в состав крема не влияло на его внешний вид, цвет, запах и стабильность. Комплекс витамина Е с уЦД позволяет предупреждать преждевременное старение кожи и снижает вредное воздействие ультрафиолетового излучения. Полученные результаты подтверждены актом. Москва XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Ломоносов Москва III Международной научнотехнической конференции Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности приоритеты развития Воронеж VII Международной научнопрактической конференции и выставке Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты Москва . Публикации. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, библиографического списка, включающего 2 источника, и приложений. Работа изложена на 5 страницах машинописного текста, включает таблицу и рисунок. Глава 1. Циклодекстрины ЦЦ природные циклические олигосахариды, макрокольцо которых состоит чаще из или 8 остатков глюкопиранозы реже из большего количества звеньев глюкозы в цикле 1, 8, 6. Наиболее широкое практическое применение нашли первые 3 гомолога ЦЦ. ЦЦ или ациклоамилоза, он же циклогексаамилоза, или схдекстрин Шардингера, состоит лишь из шести глюкопиранозных остатков рис. Молекула ЦЦ является наименьшей в ряду макроциклических сахаров. Рис. Строение молекулы хЦЦ . Молекулярное кольцо второго гомолога семейства состоит из семи остатков глюкозы, и это вещество называют РЦЦ, или циклогептаамилозой, а также Рдекстрином Шардингера. Это соединение имеет в настоящее время наибольший спрос и сферу применения. На рис. Рис. Молекула уЦД или циклооктаамилозы, состоит из восьми аЭглюкопиранозных звеньев. Это наиболее дорогой из трех гомологов, широкое использование которого пока ограничено себестоимостью 7. Строение молекулы уЦД представлено на рис. Рис. ЦЦ в твердом состоянии имеют форму кристаллов, которые содержат некоторое количество кристаллизационной воды, а при полном обезвоживании ЦЦ, становятся аморфными. Основные физические свойства ЦЦ представлены в табл. Таблица 1. ЦЦ растворимы в воде и диметилсульфоксиде, пиридине, глицерине, а, р и уЦД практически нерастворимы в чистых спиртах, ацетоне, ацетонитриле, гидрофобных растворителях, таких как гексан, бензол, циклогексан и т. Однако для низших спиртов этанол, пропанол и др. Данные о растворимости ЦЦ в некоторых растворителях суммированы в табл 2.