CC BY
33
1.2—0V4
ПНЛКНЭЙ
МІІІ —
ид ггалу-r слу-jij ЧСА.
г'Пйр.'гту-
:клнон-
рь:ь:ре:з
СИНІР.ІЯ Е; ^^ЗКЛ-ІКЛЛЯІЗ. Ill] L'l'pi' IC vJ LLfvV
I
"j-jILL^J }
- HL.H-
ь-
¡1 :;л.
-і:н
оптимальное соотношение взаимодеиствия с пестицидом — 1:30, при котором связывается 11,11% аминных групп.
Таблица 2
Белок Моль белка/моль пестицида Свободные аминогруппы % замеще ния
в белке в конъюгате
ЧСА 68 68
1:10 66 2,89
1:20 64 7,35
1:30 61 10,29
1:40 56 19,12
Казеин 14
1:10 •2 14,28
Казеинат 22
1:10 20 9,09
1:20 20 9.09
1:30 20 ■ . 9.09 "
1:40 21 4.54'
Структурат
крови 27
1:30 24 11,11
Таким образом, установлено, что исследованные оелки взаимодействуют с инсектицидом с образованием конъюгированной формы, но присоединяют меньшее количество молекул гаптена, чем чистый изолированный белок.
Исследование, проведенное с использованием
тест-организма Тетрахимена пириформис, показало, что относительная биологическая ценность конъюгатов не снижается по сравнению с нативными белками.
Конъюгаты обладают слабовыраженным токсическим и не обладают аллергенным действием.
ЛИТЕРАТУРА
1. Baranczyk-Kuzma A. Detoksykacia ksenobiotycov na drodze reakcji sprzegania // Post. hig. i med dows. — 1988.
— 42. — № 1. — C. 29—42.
2. Полевая О.Ю. и др. Ковалентное связывание этаперази-на с белком для получения антител, нейтрализующих физиологическое действие этаперазина // Химико-фарма-цевт. журн. — 1976. — 10. — № 9. — С. 15—19.
3. Разработать методы иммунологического скрининга пестицидов. Исследование влияния пестицидов на реакции клеточного иммунитета: Отчет о НИР (промежуточ.) / Вост.-Сиб. технолог, ин-т / Под руковод. С.Д.ЙСамсарановой; № ГР 01825017264. — Улан-Удэ, 1988. — .С. 30—35.
4 Полевая О.Ю., Ковалев И.Е. Принципы синтеза конъюгированных антигенов / / Химико-фармацевт. журн. — 1988. — 12. — № 2. — С. 8—20.
5. Чиркина Т.Ф., Медведева Е.И., Данилова Т.Е. Теоретические подходы к обоснованию количества немясных .белков, вводимых в мясные системы. Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания / Тез. докл. — М., 1984. — С. 123—124, ДСП.
6 Habeen A.F. // Analyt. Biochem, — 1966. — 14. — P. 3,28.
7. Игнатьев А.Д., Корнеева H.A. Полимеры. Экспрессный контроль безвредности и качества сельскохозяйственных продуктов: Проспект международной выставки «Химия-82*.
— М.. 1982.
Кафедра биохимии и микробиологии
Поступила 08.06.92
663.252.4:577.15.U24
АКТИВНОСТЬ ß-ГАЛАКТОЗИДАЗЫ STR. LACT IS SU BSP. DI АС ETY LACT IS 265 И STR.CREMORIS 333 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДОБАВЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ И ГАЛАКТОЗЫ К ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ
JX.4H2-IS реэх-н услО-f.'rpynn їиЗ ua ные кз-miouj*-дан'яет Ькипат 5 •: про-0...1:30
СОС-’НО-й'рацйя 1 ¿кий
ГРАЖИНА ЦИХОШ, ЕЖИ РЫМАШЕВСКИ, МАРИАН КУЯВСКИ
Институт технологии молочного дела Сельскохозяйственно-техническая академия в Ольштыне (Польша)
Проследили влияние добавления к питательной среде DL-глюкозы и DL-галактозы на активность /?-галактозидазы Str. lactis subsp. diacetylactis 265 и Str. cremoris 333. Определили оптимальные ве-
личины pH и температуры, а также оценили термостабильность /?-галактозидазы внутриклеточных экстрактов, полученных из биомассы исследуемых штаммов молочнокислых бактерий путем дезинтеграции механическим методом под давлением, Коц-статировали, что добавление сахаров к питатель? ной среде повышало активность /?-галактозидазы в 2—3 раза и способствовало повышению термостабильности фермента. Оптимальные условия действия Д-галактозидазы были различными; они зависели от штамма и химического состава питательной среды.
Доказано [1,2, 3], что существует возможность ♦управления* метаболизмом бактерий путем соответствующего подбора компонентов питательной среды. Установлено, что биосинтез фермента может стимулироваться в результате добавления к питательной среде субстрата данного фермента.
Авторы [4, 5] в ряде работ по метаболизму Str. th.ermoph.ilus доказали, что /?-галактозидаза синтезируется в процессе культивации бактерий как в присутствии глюкозы, так и лактозы и галактозы, однако влияние отдельных сахаров различно. Добавление лактозы или галактозы повышало активность /9-галактозидазы в 2—4 раза, тогда как добавление глюкозы к питательной среде с лактозой в логарифмической фазе роста клеток снижало активность фермента примерно на 35%. Следовательно, глюкоза подавляла биосинтез /5-галактозидазы клетками Str. thermophilus 821.
В работах других авторов [6, 7, 8, 91 указано, что /?-галактозидаза, выделенная из разных штаммов бактерий, характеризуется различными свойствами. Оптимальные условия действия для /З-галакто-зидазы штамма Leuconostoc citrovorum — pH 6,5 и температура 60°С, а для фермента Str. cremoris Н — pH 7,0 и температура 65°С |l0j.
Научные исследования Института технологии молочного дела Сельскохозяйственно-технической академии в Ольштыне также подтверждают существование значимых различий в активности ß-ra-лактозидазы разных штаммов молочнокислых бактерий 111 ]. /5-галактозидаза Str. lactis 192 характеризовалась более высокой гидролитической активностью и меньшей термостабильностью, чем ß-гг-лактозидаза Lbc. lactis F-16 |12].
Продолжая указанные исследования, мы предприняли попытку оценить активность /?-галактози-дазы Str. lactis subsp. diacetylactis 265 и Str. cremoris 333 в зависимости от добавления глюкозы или галактозы к питательной среде.
В опыте использовали штаммы Str. lactis subsp. diacetylactis 265 и Str. cremoris 333 из коллекции предприятия по производству молочных биопрепаратов «Биолакта* в Ольштыне. В качестве питательной среды использовали сыворотку из молока, частично гидролизованного пепсином по Рымашев-скому [11], обогащенную добавкой минеральных солей (MnS04, MgSO.j, ZnSO) по 0.012%), дрожжевого экстракта (пастеризованного при 63 С в течение 20 мин, 0,5%). DL-глюкозы или DL-галактозы (пастеризованной в указанных условиях, 1%). Культуру вели в ферментере типа Biotec (модель 1601) емкостью 5 дм' при pH 6,7 и 30°С. Для поддержания постоянной величины pH в процессе культивации избыток молочной кислоты нейтрализовали 25%-ным раствором NH4OH, добавляемым автоматически. Процесс культивации бактерий проводили до момента окончания фазы логарифмического роста. Биомассу отделяли от питательной среды с помощью центрифуги Шарплесса (Penwalt — Англия) при 5500 g, а затем трижды промывали стерильным 0,05 М натрий-фосфатным
буфером pH 7,0, центрифугируя после каждой промывки в указанных условиях. Центрифугированную биомассу замораживали при -20 С, дезинтегрировали механическим методом под давлением с помощью дезинтегратора Biotex Х-25 (Швеция). После дезинтеграции биомассу мацерировали в
0,05 М натрий-фосфатном буфере pH 7,0 при 5°С в течение 4 ч, а затем центрифугировали 15 мин при 5500 g (центрифуга Beckman J-21C), получая внутриклеточный экстракт [11].
Характеристику экстрактов выполнили на основании следующих анализов.
A. Содержание белка по [13].
Б. Активность /? -галактозидазы по [14].
Реакционную смесь, включающую 2 мл 0ЛМ NaCl, 3 мл дистиллированной Н2О, 6 мл 0,625х 10 М раствора ортонитрофенил-^-галактозидо-6-фосфата (ONPG), нагревали до 30 С и смешивали с 4 мл экстракта, а затем выдерживали 30 мин при 30°С.> После выдержки 4 см смеси помещали в пробирку с 0,4 см 1 М ЫагСОз для торможения энзиматической реакции. Экстинкцию определяли при 420 нм (спектрофотометр Beckman 26, кювета 1 см). Количество ортонитрофенола определяли по калибровочной^кривой для концентраций в пределах 1—20x10" М. Активность /i-галактозидазы выражали в мкмолях ортонитрофенола, освобожденного из ONPG 1 мг белка в течение 1 мин реакции.
B. Оптимальную величину pH определяли в пределах pH 5,0—8,8 (0,05 М натрий-фосфатный буфер) Активность ^-галактозидазы — так же, как в пункте Б.
Г. Оптимальную температуру определяли в пределах 20—55°С. Использовали 0,05 М натрий-фосфатный буфер с оптимальной для данного экстракта величиной pH.
Д. Термостабильность находили следующим образом: 2 мл экстракта нагревали до 55°С и выдерживали в этой температуре в течение 1, 2, 5 и 10 мин, а затем определяли активность/?-галакто-зидазы путем инкубации в оптимальной для данного экстракта температуре и кислотности. На основании полученных результатов констатировали, что активность /З-галактозидазы значительно зависит от штамма, условий протекания энзиматической реакции, т е. температуры и кислотности, а также от содержания в питательной среде глюкозы и галактозы.
Добавление сахаров к питательной среде существенным образом влияло на активность /3-галакто-зидазы обоих рассматриваемых штаммов. В исследуемых пределах pH 5,0—8,8 наибольшей активностью /i-галактозидазы отличался экстракт Str. lactis subsp. diacetylactis 265, полученный из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавлением галактозы (штрихпунктирные линии). Оптимальная величина pH составляла для указанного экстракта 8,0. Такую же оптимальную величину pH и примерно в 3 раза меньшую активность/З-галак-тозидазы отметили для внутриклеточного экстрак-
та Str. d тельной линии), культи В1 глюкозы тимальн но болы нению с без доба Стим ров (ил активно экстрам самой bi биомасс добавко] самой н ления с мальная культив глюкозь
6,5-7,С на пита: рактери| ности ß■
Подо! нии опт трактов биомасс без доб; среди »
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. № 3-4. 1903
15
К аждает
4l|iyinpu Cl, ДС1ПК-ЯЛеН1‘Н.ч LTltjkh).
ОП.1-1 И Н
|рн 5,;С |]& шц получия
I ü CCEED-
Л ОД Л-i
10 “ Л1 фисфата I ■" =1 мл
эк yfc -
jsoS »s рк V UjIMTII--11! !! flJ-S К К! г* ft ТЗ Ш-1.И I’D R ПрЯДЗ-LJ.HJ.ü jU _Rߣjv'3K I МИН
S.IR.IM R ;:сл"нк!к же.
h s npe-•ki ■ фис !Pki”p3 К -
I вь;ц£р-j и :l t = к то-
Llfl Л&Н-
ГКр2Я£-
H- >-l bi IJ .1клр;'г rl п Ю1ТИ, Ц? Глк>-
.? CV-l.h-riJ * LKTO • 1 Fff KT HIIKO-
та Str. diacctylactis 265, культивируемых на питательной среде без добавления сахаров (сплошные линии). В свою очередь, экстракт из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавкой глюкозы (штриховые линии), характеризовался оптимальной величиной pH 7,0 и лишь незначительно большей активностью /?-галактозидазы по сравнению с экстрактом из биомассы, культивируемой без добавления сахаров (рис. ¡).
Стимулирующее воздействие добавления сахаров (штриховые линии) к питательной среде на активность /3-галактозидазы отметили также для экстракта Str. cremoris 333. В пределах pH 6,5—8,8 самой высокой активностью отличался экстракт из биомассы, культивируемой на питательной среде с ¿обавкой галактозы (штрихпунктирные линии), а самой низкой — на питательной среде без добавления сахаров (сплошные линии, рис. 2). Оптимальная величина pH для экстракта из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавкой гпюкозы, составляла 6,0, а с добавкой галактозы — 6,5—7,0. Экстракты из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавлением сахаров, характеризовались значительным снижением активности /?-галактозидазы при pH 7,5—8,8 (рис. 2).
т\
5 w.
1 1
ti ||
I!
14 14
.
/?-галактозидазы, а оптимальная температура для него составляла 45°С. Повышение температуры влияло также на активность фермента экстрактов, полученных из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавлением сахаров. В пределах температур 20—55°С активность /?-галактозидазы экстракта Str. cremoris 333 из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавкой глюкозы, была в среднем в 2,3 раза, а с добавкой галактозы — в 3,1 раза выше по сравнению с экстрактом из биомассы, культивируемой на питательной среде без добавления сахаров. Оптимальная температура для ß-галактозидазы экстракта, полученного из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавкой галактозы, былы такой же, как для экстракта из биомассы, культивируемой на питательной среде без добавления сахаров (рис. 2). В свою очередь, оптимальная температура для фермента экстракта, полученного из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавкой глюкозы, была несколько выше (50°С).
Таким же образом в экстрактах Str. lactis siibsp. diacetylactis 265 /i-галактозидаза, полученная из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавкой галактозы, проявляла наибольшую актив-
S.D
—I—
SO
0,07
I
[
I
OfiS
I
I
I
I
ato.
ЦК
»,&■
qm \
ч
\
7,0
80 88 pH
Рис.
—1------------------1-1----------1- . —I--------1-----1—
to 30 40 SO t' *с
LiHJL'-У
lf.fal.4f"
I 0-rii-
iBH H £ПЯ ■ ИI:y p:\ S-runx-iK-rrpaii-
Подобные зависимости отметили при определении оптимальных температур для исследуемых экстрактов (рис. 1, 2). Экстракт Str. cremoris 333 из биомассы, культивируемой на питательной среде без добавления сахаров, отличался самой низкой, среди всех исследуемых экстрактов, активностью
ность в рассматриваемых температурных пределах с отчетливо выраженной оптимальной температурой, равной 35'С. Экстракты из биомассы, культивируемой на питательной среде без добавления сахаров или же с добавкой глюкозы, характеризовались в пределах температур 20—5о С равномер-
1:6
нкнам/ 0,01'
<ъ
;э
ным повышением активности /3-галактозидазы (соответственно на 54 и 33%), а оптимальная температура для них составляла 55°С (рис. 1).
Таблииа /
Питательная среда
Пмдо- грев, мин. при 5.V'C без са.харов с добавкой глюкозы с добавкой галактозы
актив ность /?-галан-тозида- 3U* измене- ние актив- ности, и/ /О актив- ность /?-галак- тозида- зы* изменение активное! и. 0/ актив- ность /3-галак- тозида- зы* измене- ние актив- ности. %
Sir lactis su bsp. diacetylactis 265
0 0.0402 100 0.0421 100 0.0654 1.00
1 0.0172 42,8 0.0444 105.5 0.0226 34,6
2 0.0179 44.5 0.0475 112.8 0,0187 28.6
5 0,0170 42.3 0.0543 129.0 0.0353 54.0
10 0,0137 34.1 0.0699 166.0 0,0433 66,2
Str. cremoris 333
0 0.0273 100 0,0601 100 0,0573 100
1 0,0211 77.3 0.0486 80.9 0,0485 84,6
2 0.0186 68,1 0,0.360 59.9 0,0457 79,7
5 0,0205 75,1 0.0360 59.9 0.0469 81.8
10 0,0222 81,3 0,0457 76,0 0.0500 87.3
■ Ортонитрофенол, мкмоли, освобожденный из ONPG 1 мг белка в течение i мин.
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ TEXHO.'SCiÜtf, № 3-4. i993
0,96
St}-
0,0k-
a,at-
в.*
Термостабильность исследуемых экстрактов была различной. В экстрактах Str. cremoris 333 из биомассы, культивируемой на различных видах питательной среды, снижение активности /?-галактози-дазы составило в среднем 19% после 1 мин и 12% после 2 мин нагревания при 55°С. Более длительное нагревание не вызывало изменения активности /З-галактозидазы, полученной из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавкой глюкозы. В свою очередь, в остальных экстрактах Str. cremoris 333 в результате нагревания при 55°С в течение 5 и 10 мин отметили повышение активности /?-галактозидазы (свыше 80% активности фермента в неподогреваемой пробе) (табл. 1).
В экстрактах Str. lactis subsp. diacetylactis 265 отметили более значительные изменения активности /i-галактозидазы в зависимости от продолжительности подогрева. Экстракт из биомассы, культивируемой на питательной среде без добавления сахаров, отличался очень низкой термостабильностью. В результате 1 мин подогрева при 55°С активность /5-галактозидазы резко снизилась до 42,8% исходной активности. По мере увеличения продолжительности подогрева активность фермента снижалась, однако уже медленнее. Еще более значительное снижение активности /?-галактозида-зы отметили в экстракте из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавкой галактозы (34,6% исходной активности после 1 мин и 28,6% после 2 мин нагревания). Однако более длительный подогрев приводил к повышению активности /?-галактозидазы до 66,2% исходной активности
. l.ibETii:
(гг,.:- I
ТСГ - .■
I Мей
ü' I ;| 1 . ' it ifTh.' I
и I Г I" iKf nhh'P n L.jj.ijrra I
[i-JL ll'l-f
Kl-: I'fijl l". .vi.ir-:i
С ¿■'■if.V!
bfS u'
С ji:>6ivu С. пиАзпц
Итак,
НС ТЫЩ 11D TJKH ; Lif: fa'i i4i pb’. Teoi
бактсрл]
Cp&N
активна»
Х.Ч.'Н US”' НА Г-irrV-I ,-.e. с AiVJa баиылея
i-ИЮ Г fit
.4и -it 5k Сре.ТЙ Ki добаиис.-cp'.' ji' ж
ипа До5
тез /i-rd,^
UHr I'.f “I
ЕЗя ci коз hi. DL
ЙИОСК.ЬТ!
uiür
•re-TLH b. > ‘ LI U К t p.U СТЯПЙЗТЬ при куть rüLLU.I а; y. учЯ* Cf фактор»,
ПС'Д1Вй|:я
Рис. 2
(после 10 мин нагревания). Совершенно иной термостабильностыо характеризовался внутриклеточный экстракт из биомассы Str. lactis subsp. diacetyiactis 265, культивируемой на питательной среде с добавкой глюкозы. При его подогреве отмечали повышение активности /?-галактозидазы. Чем длительнее был подогрев, тем большим было повышение активности фермента (105,5% исходной активности после 1 мин и 166% после 10 мин подогрева) (табл. 2).
Таблица 2
Вид питательной среды Температура, °С pH Активность /?-галактозидазы *
Str. lactis subsp. diacetylact 's 265
Без добавления сахаров 55 8,0 0,0402
С добавкой глюкозы 55 7,0 0,0356
С добавкой галактозы 35 8.0 0.0654
Str. cremoris 333
Без добавления сахаров 45 8,0 0,0267
С добавкой глюкозы 50 6,0 0,0601
С добавкой галактозы 45 6,5 0.0646
* Ортоннтрофенол; мкмоли, освобожденный из ONPG 1 мг белка в течение 1 мин.
Итак, присутствие сахаров в питательной среде не только стимулирует биосинтез/?-галактозидазы, но также модифицирует ее физико-химические свойства (оптимальные величины pH и температуры, термостабильность) не меньше, чем штамм бактерий.
Среди перечисленных факторов, влияющих на активность^-галактозидазы, наиболее важным был химический состав питательной среды. Экстракты из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавлением сахаров, отличались значительно большей активностью /?-галактозидазы по сравнению с соответствующими экстрактами, полученными из биомассы, культивируемой на питательной среде без добавления сахаров (рис. 1, 2). Влияние добавления глюкозы и галактозы к питательной среде было подобным для обоих исследуемых штаммов. Добавление галактозы стимулировало биосин-' тез /^-галактозидазы в значительно большей степени, нежели добавление глюкозы.
На основании полученных результатов можно предположить, что присутствие сахаров (£>/.-глюкозы, ©¿-галактозы) в питательной среде влияет на биосинтез /3-галактозидазы. В несколько раз большая активность /?-галактозидазы экстрактов, полученных из биомассы, культивируемой на питательной среде с добавлением сахаров, может свидетельствовать об усиленном биосинтезе этого фермента при культивации молочнокислых бактерий на обогащенной сахарами питательной среде. В этом случае сахара выполняют функцию индуктора, т.е. фактора, вызывающего синтез фермента [3], что подтверждают многочисленные литературные дан-
ные [3, 4, 5). Авторы [4] путем добавления к питательной среде глюкозы и галактозы, после достижения логарифмической фазы роста клеток, индуцировали биосинтез /?-галактозидазы Str. thermophilus. Доказали, что добавление глюкозы при культивации биомассы на питательной среде с лактозой подавляет синтез /í-галактозидазы (снижение активности фермента более чем на 35%).
Полученные нами результаты подтверждают, что добавление галактозы к питательной среде индуцирует биосинтез ß-галактозидазы Str. cremoris 333 и Str. lactis subsp. diacetyiactis 265. В свою очередь, влияние глюкозы на биосинтез фермента является спорным. В исследуемых штаммах молочнокислых бактерий глюкоза также индуцировала биосинтез ß-галактозидазы, однако значительно меньше, чем галактоза.
Сравнить данные, полученные нами и другими авторами, довольно сложно в связи с различиями в подготовке материала для исследований. Авторы (141 исследовали неочищенные энзиматические экстракты. В свою очередь, авторы (1, 2, 10] проводили характеристику частично. очищенных ферментов. Следовательно, это была характеристика с чисто биохимической точки зрения, что, несомненно, имеет большое познавательное значение. Однако, применяя в промышленной технологии чистые бактериальные культуры в виде заквасок, мы имеем дело со взаимодействием отдельных энзиматических групп. Направление превращений, происходящих в продукте, является равнодействующей ферментативных процессов, что не наблюдается при воздействии чистого фермента. Следовательно, изучение свойств неочищенных ферментов имеет смысл в связи с тем, что ширркое применение в технологии молочных продуктов чистых энзиматических препаратов пока еще далеко, и неизвестно, будет ли оно вообще возможным и целесообразным.
вы волы
1. Активность /?-галактозидазы в значительной степени зависит от штамма и условий протекания энзиматической реакции, т.е. от pH и температуры, а также от содержания в питательной среде сахаров: DL-глюкозы и DL-галактозы.
2. Отмечено значимое влияние добавления сахаров к питательной среде на активность /3-галакто-зидазы Str. lactis subsp. diacetyiactis 265 и Str. cremoris 333. Добавление DL-галактозы стимулировало биосинтез /?-галактозидазы значительно больше, чем добавление DL-глюкозы.
3. Добавление сахаров к питательной среде модифицирует физико-химические свойства /3-галакто-зидазы, т.е, оптимальные величины pH и температуры, а также термостабильность.
ЛИТЕРАТУРА
I. Ramana Rao М.V., Dutta S.М. // J. Food Sei., 1981, 46,
1419.
2. Singh H.P., Ramana Rao M.V., Dutta S.M. / / Milchwiss, 1979, 34, 475.
3. Wartak J. // Postepy Biochemii, 1964. 4, 371.
4. Tinson W., Hiller A.J., Jago G.R. / / Austr. J. Dairy Technol, 1982, 37, 8.
5. Tinson W„ Broome M.C., Hiller A.J., Jago G.R. // Austr. J. Dairy Technol, 1982, 37, 14.
i Greenberg N.A., Mahoney R.R. // J. Food Sei,, 1982. 47, 1824.
7. Kandier O. // Antonie van Leeuwenhoek. 1983,49.209.
8. Me.Kay., Miller A., Sandine W.E., Elliker F.R // J. Bacteriol, 1970, 102. 802.
9. Thompson J. // J. Bacteriol, 1979, 140, 774.
10. Jagota S.K., Ramana Rao M.V., Dutta S.M. // J. Food Sei., 1981. 46. 161.
I I. Rymaszewski J.: Zesz. Nauk. ART Olsztyn, 1978, 13, 3.
12. Rymaszewski J., Cichosz G., Kujawski M. // Acta Alim. Pol on, XI, 1985, 4. 449.
13. Lowry O.M., Rosenbrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. // J. Biol. Chem., 1951, 193, 265.
14. Hemme D., N'ardi M., Jette D. / / Le Lait LX, 1980, 595.
Поступила 09.04.92
[543.06:547.455.623 1:664.1
СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТАУТОМЕРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ Р-ГЛЮКОЗЫ В ШИРОКОМ ИНТЕРВАЛЕ pH
Л.Д. БОБРОВНИК, В.М. КЛИМОВИЧ, В.Н. РУДЕНКО, И.А СОВЕРШЕННАЯ
Киевский технологический институт плцевой промышленности
О-глюкоза — полиоксиальдегид, в изобилии встречающийся в природе как в свободном виде, так и в составе многочисленных полисахаридов и других соединений.
Карбонильная группа обладает высокой реакционной способностью, в частности, с таким нуклеофильным агентом, как ОН-группы. В результате этой реакции из открытой формы О-глюкозы получается циклический полуацеталь, находящийся в равновесии со свободной альдегидной формой. Таким образом, из чрезвычайно неустойчивой реакционноспособной альдегидной формы образуются более устойчивые циклические (пиранозные и фу-ранозные) таутомеры О-глюкозы.
При циклизации О-глюкозы возникает новый хиральный центр при аномерном атоме углерода, ранее входившем в состав карбонильной группы. Равновесие в данной реакции для О-глюкозы, как и для большинства сахаров, сдвинуто в сторону образования циклических форм. Для О-глюкозы при 25°С в воде при pH 7 в равновесии содержится 0,02 свободного альдегида, 38 с-пиранозной и 61 /?-пиранозной форм и менее 0,5% каждой из менее устойчивых фуранозных форм [1].
Хотя большая часть молекул сахаров в растворе находится в циклических, более устойчивых формах, в большинстве реакций метаболизма и деградации участвует, как правило, более реакционноспособная открытая форма.
Моносахариды и глюкоза в условиях пищевых производств подвергаются химическим превращениям в широком интервале pH [2, 3].
Так, в свекла лхарном производстве глюкоза, составляющая более половины редуцирующих веществ, испытывает воздействие среды от нейтральной реакции до сильнощелочной, характеризуемой pH 12—13 в условиях основной дефекации, а в крахмалопаточном производстве находится в условиях слабой и сильнокислой среды (pH 1). Изучение превращений глюкозы и фруктозы в кислой и щелочной средах свидетельствует об их различном химизме [31.
Цель нашей работы — исследование таутомер-ных превращений циклическая — открытая формы О-глюкозы при изменении pH от 1 до 12.
Спектры комбинационного рассеяния с лазерным возбуждением регистрировались с помощью спектрометра ДФС-24 ЛОМО с двойным монохроматором, дифракционными решетками — 1200 штрих/мм, системой счета фотонов, опорным и измерительным каналами. Прибор управляется с помощью ПВМ ДВК-3. Лазер Аг+, ЛГ-106М, «Плазма», мощность излучения 1,28и> на 488,0 и
514.5 нм, излучение линейно поляризованное, электрический вектор его перпендикулярен плоскости рассеяния. Все спектры записаны с использованием в качестве полосы возбуждения линии
514.5 нм и скорости сканирования 0,12 нм/мин. Спектральная ширина щелей 3 см* .
В работе использованы О-глюкоза ХЧ, дистиллированная вода, фиксанал НС1 и №ОН 0,1 н. соответственно. Концентрацию водородных ионов измеряли рН-метром со стеклянным и каломельным электродами.
Линейную форму О-глюкозы, имеющуюся в растворе [1], фиксировали спектрально по полосе валентных колебаний свободной карбонильной группы. Количество линейного конфомера оценивали, учитывая интегральные интенсивности данной полосы валентных колебаний карбонильной группы.
