Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
Анадогичные процессы размягчения естественным образом происходят в мясе после смерти. В погибающих клетках разрушаются ли-зосомы и высвобождаются содержащиеся в них ферменты, которые начинают процесс расщепления. Этот процесс известен как автолиз (разд. 5.10.6). Именно по этой причине мясные туши перед использованием развешивают на несколько дней в холодных хранилищах.
12.16.6. Стиральные порошки с биодобавками
Первые стиральные порошки с биолобавками. имевшие успех у потребителей, появились в середине 60-х годов. Они содержали протеиназы (ферменты, расщепляющие белки), которые особенно подходят для удаления пятен биологического происхождения, например от крови, травы, яиц. При разрушении белков пятна исчезают. Допускается стирка при более низких температурах, что экономит энергию, хотя используемые ферменты, полученные исходно из термофильных (теплолюбивых) бактерий, отселектированы на способность работать в широком режиме температур (10—90 °С с оптимумом около 55 °С). Протеиназы в стиральных порошках могут работать и в щелочных условиях (pH 9-Ю), а также в присутствии больших количеств фосфата, содержащегося в некоторых детергентах. Они особенно удобны для предварительной стирки и замачивания белья, а также для стирки при низких температурах. В Западной Европе за счет использования стиральных машин в домашних условиях экономится до 25% энергии; это очень высокое соотношение по сравнению с другими странами.
ММА им. И.М. Сеченова
Рис. 12.27, Микрофотография частичек стирального порошка с биодобавками, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа. Некоторые частички (гранулы) приоткрыты и внутри видны находящиеся там ферменты.
Вскоре после того как началось использование стиральных порошков, стали возникать проблемы со здоровьем, в особенности среди рабочих фабрик, производящих детергенты, У некоторых развивалась аллергия на порошки, и после вдыхания мелких частичек детергента, содержащихся в воздухе, у них появлялось раздражение в горле и нарушалось дыхание. В результате в начале 1970-х годов в США порошки были изъяты из продажи, хотя ими попрежнему пользовались в Европе. Чтобы обойти эти проблемы, состав порошков был изменен (рис. 12.27), и к детергенту стали добавлять инертный воск, который защищал от непосредственного контакта с детергентом и препятствовал распылению порошка при пользовании им. Кроме того, разрабатывались и жидкие средства для стирки. Сейчас стиральные порошки с биодобавками снова появились в продаже в США и к середине 1990-х годов они заняли около 15% рынка по сравнению с 85% в Западной Европе.
Для повышения эффективности к стиральным порошкам были добавлены новые ферменты. Целлюлаза расщепляет свободные микроволокна целлюлозы, которые отщепляются при повреждении хлопкового волокна, и делает хлопковые изделия более яркими, мягкими и гладкими. Кроме того, добавляют ферменты, которые расщепляют углеводы, например ами-
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
90 Глава 12
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
лазы, расщепляющие крахмал. Одна из проблем состоит в том, что протеиназы могут заодно переварить и некоторые другие ферменты, поскольку они тоже являются белками! Это сильно затрудняло подбор подходящих ферментов. Совсем недавно в одном из грибов была обнаружена подходящая липаза, активная при нормальных температурах. Кодирующий ее ген был перенесен с помощью методов генной инженерии в другой гриб, который больше подходит для выращивания в ферментере. Липазы расщепляют липиды, другими словами уничтожают пятна от жира, масла и смазочных веществ.
Обычно источником ферментов для стиральных порошков являются различные виды бактерий рода Bacillus. Продуцируемые ими ферменты являются внеклеточными, что существенно облегчает их сбор и очистку.
12.16.7. Иммобилизованные ферменты
Преимущества иммобилизованных ферментов
Как уже обсуждалось во введении к данному разделу, коммерческое использование ферментов ограничено рядом факторов. Важнейшие из них — нестабильность ферментов и их высокая стоимость. Стоимость можно существенно снизить за счет иммобилизации фермента. Это означает, что фермент закрепляют на поверхности или внутри твердой подложки, которую легко удаляют из реакционной смеси после завершения ферментации. Фермент может быть использован повторно, что существенно снижает стоимость процесса.
Другое преимущество иммобилизации заключается в том, что фермент становится более стабильным, вероятно, за счет ограничения его способности денатурировать при изменениях pH, температуры и растворителей. К примеру, иммобилизованная глюкозоизомераза стабильна при 65 0C в течение года, тогда как в растворе она денатурирует при 45 °С за несколько часов.
Иммобилизованный фермент можно использовать для непрерывного (открытого) производства, пропуская реагенты через фермент и собирая продукт на конечном этапе.
Методы иммобилизации ферментов
Существуют различные способы иммобилизации ферментов (рис. 12.28). Они включают либо
