Исследование деполимеризации хитозана хитинолитическими ферментами аэробных спооробразующих бактерий

Abstract

В случае исследуемых в настоящей работе ферментов кислотность реакционной среды варьировали в интервале рН 3,0-6,0. При рН 3,0 ферменты обоих штаммов были практически неактивны, некоторое снижение относительной кинематической вязкости полисахарида было связано, в большей степени, с его кислотным гидролизом. Повышение рН до 4,0 приводило к заметному ускорению деполимеризации хитозана. Дальнейшее повышение рН уже в меньшей степени активировало фермент, хотя и происходило увеличение скорости деградации полисахарида. Повышение рН реакционной смеси выше 6,0 являлось нецелесообразным ввиду перехода хитозана в гетерогенную фазу, что снижало скорость и глубину его деполимеризации. Оценка хитозаназной активности по количеству восстанавливающих сахаров, образуемых при гидролизе хитозана, показала аналогичный характер влияния рН в интервале 3,0-6,0. Сравнение с использованным ранее штаммом Bacillus sp. 739 указывает на близость оптимальных условий процесса деполимеризации хитозана со степенью деацетилирования 95% в присутствии ферментов всех трёх штаммов бацилл. Таким образом, хитинолитические ферменты штаммов B. circulans ИБ-G2-P и Bacillus sp. ИБ-522 достаточно эффективно гидролизуют хитозан со степенью деацетилирования ~95% и могут быть рекомендованы для получения его олигомерных фракций с интервалом молекулярных масс 4-40 кДа./The optimal conditions were studied for enzymatic destruction of chitosan by chitinolytic complex from culture liquid of bacterial strains Bacillus sp. IB-522 and B. circulans IB-G2-P. Highest rate of chitosan degradation was observed in temperature interval between 50-60 degrees C and pH 5,0-6,0. Maximal decline of molecular weight of chitosan occurred in initial step of reaction. Major products after 1 h of incubation at optimal conditions were oligosaccharides with Mw ~ 4-77 kDa (recovery 70-80%). Prologed incubation (90 min) in same conditions resulted to formation of chitosn oligomers of Mw ~ 3.8-40 kDa and decreasing of its total recovery to 50-60%. The rate and scale of chitosan hydrolysis by enzymes considerably decreased at chitosan concentration in reaction mixture more than 5 mg/ml, what could be caused by diffusion character of the process. Comparative study of chitosan hydrolysis by these enzymes and studied earlier chtinolytic complex from Bacillus sp. 739 indicated similarity of conditions for optimal depolymerization of chitosan and recovery of oligomeric fractions for all three bacterial strains.