تثبیت هم زمان آنزیم های آلفا آمیلاز، گلوکوآمیلاز و پلولاناز با استفاده از روش توده های تجمع یافته با اتصال جانبی برای تولید شربت گلوکز از نشاسته

نویسندگان

1 عضو هیات علمی، گروه صنایع غذایی، پژوهشکده فنآوری های شیمیایی

doi
10.22104/ift.2025.7624.2216
چکیده

در این تحقیق، تجمعات آنزیمی متقاطع آلفا-آمیلاز مقاوم به حرارت (از باسیلوس لیکنیفورمیس)، گلوکوآمیلاز (از آسپرژیلوس نیجر) و پولولاناز (از باسیلوس سوبتیلیس) که توسط یون‌های کلسیم و سدیم و BSA به عنوان تغذیه‌کننده پروتئینی غنی شده بودند، تهیه گردید. در ابتدا، استون، استونیتریل، ایزوپروپانول، سولفات آمونیوم اشباع، اتانول و ترت-بوتانول برای تشکیل توده های تجمع آنزیم استفاده شدند. در بین آنها، ترت-بوتانول بالاترین فعالیت آنزیمی را در مقایسه با سایر رسوب‌ دهنده‌ها نشان داد. شرایط بهینه فرآیند تثبیت برای این سه آنزیم و تشکیل CLEAs عبارت بودند از: غلظت گلوتارآلدئید: 5 میلی‌مولار، نسبت مخلوط آنزیم آلفا-آمیلاز: گلوکوآمیلاز: پولولاناز) 3: 1: 1، نسبت آنزیم به سرم آلبومین گاوی 2:1 و زمان اتصال عرضی 5/2 ساعت، در دمای 2-3 درجه سانتیگراد. دما و pH بهینه برای آلفا-آمیلاز آزاد 95 درجه سانتیگراد و pH 5.5 برای گلوکوآمیلاز و پولولاناز به ترتیب 60-62 درجه سانتیگراد و pH 5.5 تعیین گردید. CLEAs تشکیل شده توسط ترت-بوتانول و نسبت آنزیم به BSA برابر با 1:2 دارای دمای بهینه 60-62 درجه سانتیگراد و pH بهینه 5.5 بود. ارزیابی پارامترهای سینتیکی CLEAs ترکیبی در مقایسه با مجموعه آنزیم‌های آزاد نشان داد که Km کاهش، Vmax و راندمان کاتالیزوری افزایش یافته است. علاوه بر این، CLEAs ترکیبی حاصل شده، پس از 10 چرخه، فعالیت آنزیمی خود را تا حدود 74٪ حفظ کرده است. همچنین، ارزیابی پایداری حرارتی و نیمه عمر آنزیم‌های تثبیت‌شده حدود 3 برابر بیشتر از آنزیم‌های آزاد بود. این افزایش فعالیت به دلیل افزودن نسبت 3:1 یون‌های Ca2+/Na+ به مخلوط آنزیم در طول تشکیل CLEAs می باشد. افزودن یون‌ها، پایداری حرارتی، پایداری عملکردی و نیمه عمر آنزیم را بهبود بخشیده است. بر این اساس، CLEAs ترکیبی حاصل از سه نوع آنزیم آمیلاز به عنوان یک بیوکاتالیست با سهولت کارکرد، افزایش اثربخشی کاتالیستی، سازگار با محیط زیست و مقرون به صرفه برای طراحی فرآیندی یکپارچه جدید در تولید شربت گلوکز از نشاسته معرفی می‌گردد.