Определение оптимальных условий действия бета-галактозидаз продуцентов с разными свойствами

В работе проведены исследования влияния рН и температуры на активность ферментных препаратов дрожжей и молочнокислых бактерий, выделенных в результате их раздельного и совместного культивирования. Установлено, что оптимум действия фермента зависит в первую очередь от вида его продуцента. В случае раздельного культивирования максимальная активность бета-галактозидаз дрожжей была отмечена для вида K. lactis, которая в 4 раза превышала показатель K. marxianus. При чем для штаммов K. lactis Y-1333 и K. lactis Y1339 были выявлены схожие результаты и оптимум действия при рН 5,0 и температуре 60°С. В экспериментах с молочнокислыми бактериями активность бета-галактозидазы ацидофильной палочки в 2 превышала активность фермента термофильного стрептококка, обладала большей устойчивостью к действию температур и сохраняла стабильность практически во всем диапазоне рН. Максимальная активность лактазы Lb. acidophilus В была выявлена при температуре 60°С и рН 5,0, а St. thermophilиs В при 40°С и рН 5,0. Кроме того, было выявлено, что совместное культивирование дрожжей и молочнокислых микроорганизмов оказывает положительное влияние на активность бета-галактозидаз. Максимальная лактазная активность K. marxianus Y-1333 + St. thermophilus В оказалась на 45% больше, чем отдельно K. marxianus Y1333 и практически в 3 раза превысила активность St. thermophilus В. Наибольшая активность (на уровне 1,42 МЕ/см³ ) была получена для комбинации K. lactis Y-1333 + Lb. acidophilus В. В случае бета-галактозидаз, полученных в результате совместного культивирования дрожжей и вязких культур молочнокислых микроорганизмов, оптимальными условиями можно считать рН 5,0 и 60°С для сочетания культур K. lactis Y-1333 + St. thermophilиs В и K. lactis Y-1339 + St. thermophilиs В, рН 7,0÷7,5 и 60°С для K. lactis Y-1333 + Lb. acidophilus В, рН 6,0÷6,6 и 60°С при использовании фермента K. marxianus Y-1338 + Lb. acidophilus В. 

1. Ramirez S. R., Flores R. J. Properties of β-Galactosidases derived from Lactobacillaceae species and its capacity for galacto-oligosaccharides production. J Dairy Sci. 2023. https://doi.org/10.3168/jds.2023-23392

2. Bhalla T. C., Devi A., Angmo K. et al. β-Galactosidase from Lactobacillus brevis PLA28: Purification, Characterization and Synthesis of Galacto-oligosaccharides. Journal of Food & Industrial Microbiology. 2015. Vol. 1. Issue 1. P. 1000104.

3. Lee Y. J., Kim C. S., Oh D. K. Lactulose production by beta-galactosidase in permeabilized cells of Kluyveromyces lactis // Appl Miclobiol Biot. 2004. Vol. 64. P. 787–793.

4. Song Y. S., Shin H. Y., Lee J. Y. et al. b-galactosidaseimmobilised microreactor fabricated using a novel technique for enzyme immobilisation and its application for continuous synthesis of lactulose // Food Chem. 2012. Vol. 133(3). Р. 611–617.

5. Guerrero C., Vera C., Plou F. et al. Influence of reaction conditions on the selectivity of the synthesis of lactulose with microbial b-galactosidases // J Mol Catal B Enzym. 2011. Vol. 72(3–4). Р. 206–212.

6. Guerrero C., Vera C., Conejeros R. et al. Transgalactosylation and hydrolytic activities of commercial preparations of β-galactosidase for the synthesis of prebiotic carbohydrates // Enzyme Microb Technol. 2015. Vol. 70. Р. 9-17. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2014.12.006

7. Hasem A., Ismail S., Helmy W. et al. Factors affecting the production of lactulose by Lactobacillus acidophilus NRRL 4495 b-galactosidase and its biological activity. Malays J Microbiol. 2013. Vol. 11(3). Р. 1–6.

8. Патент RU 2622078 С1, МПК С12N 9/14. Способ получения комбинированного ферментного препарата бета-галактозидаз / Рябцева С. А., Скрипнюк А. А., Котова А. А., Храмцов А. Г., Родная А. Б., Лодыгин А. Д., Мартак А. А.// приор. 12.01.2016, опубл. 9.06.2017, бюл. № 16.

9. Inchaurrondo V. A., Yantorno O. M., Voget C. E. Yeast growth and beta-galactosidase production during aerobic batch cultures in lactose-limited synthetic medium. Process biochemistry. 1994. Vol. 29. Issue 1. P. 47–54. https://doi.org/10.1016/0032-9592(94)80058-8

10. Muñoz R., Viveros N., Bevilacqua A., Pérez M.S., Arévalo-Villena M. Effects of ultrasound treatment son wine microorganisms // Ultrasonics Sonochemistry. 2021. Vol. 79. P. 1057–1075. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2021.105775