Что такое амилаза и как она используется в промышленности? «ЗН» продолжает знакомить читателей со стратегически значимыми научными проектами АлтГУ. В этот раз говорим с руководителем проекта «Разработка продуцентов и технологии производства амилолитических ферментов» Аленой Николаевной Иркитовой, к. б. н., доцентом кафедры экологии, биохимии и биотехнологии, ведущим научным сотрудником и и.о. директора инжинирингового центра «Промбиотех».
Амилаза – это?
Амилаза – фермент, который осуществляет гидролиз крахмалосодержащего сырья. В природе он вырабатывается живыми организмами: животными, растительными тканями, бактериями, дрожжами. Но в промышленности этот фермент должен быть чистым и эффективным. Для получения как можно более быстрого и качественного целевого продукта используют генетически модифицированные микроорганизмы – продуценты нужного фермента. Наш проект непосредственно с ними и связан. В этом проекте мы работаем совместно с Российско-американским противораковым центром: коллектив РАПРЦ отвечает за разработку самого штамма-продуцента молекулярно-генетическими методами, а мы за разработку технологии и масштабирование технологии культивирования штамма продуцента в ферментационных установках. На сегодняшний день проект реализуется по плану: коллеги сделали генетическую конструкцию, собрали плазмиду для экспрессии амилазы в системе споровых бактерий Bacillus sp., оценили эффективность полученного фермента, отработали технологию производства рекомбинантной амилазы и наработали опытные партии фермента. На сегодняшний день мы сделали дизайн экспрессионной кассеты, обеспечивающий синтез рекомбинантных амилаз в системе бацилл, провели конструирование рекомбинантных плазмид для экспрессии амилаз, определили ферментативную активность полученных амилаз, подобрали условия культивирования этого штамма продуцента в ферментационных установках, наработали опытные партии рекомбинантного фермента.
Где использовать
В первую очередь амилаза применяется в пищевой и кондитерской промышленности: производстве патоки, глюкозы, осветлении фруктовых соков, улучшении качества теста. Также этот фермент применяется в пивоварении, в превращении размолотых зерен крахмала в мальтозу (субстрат для дальнейшего сбраживания). Еще – в бумажной промышленности для снижения вязкости раствора крахмала, при производстве стиральных порошков и моющих средств, где он используется как энзиматическая добавка для удаления крахмала, который может находиться на белье. Помимо того, в текстильной промышленности для расшлихтовки ткани и в сельскохозяйственной промышленности как добавка к кормам с целью повышения их перевариваемости. И, конечно, в медицине: если понижена амилаза в крови, при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. В общем, много где. Когда мы начали заниматься этим проектом, то решили сосредоточиться на пищевой промышленности. От заказчика есть запрос и по созданию термоактивного, термостабильного фермента – стараемся работать и над этим.
В чем уникальность
В первую очередь хочу сказать, что автор и идейный вдохновитель проекта – Дмитрий Николаевич Щербаков, ведущий научный сотрудник Российско-американского противоракового центра. Тему ферментов в Алтайский госуниверситет завел именно он. Наш проект – наукоемкий, сложный, междисциплинарный. Он совмещает в себе и генную инженерию, и молекулярную биологию, и промышленную биотехнологию, и микробиологию. Результат же – довольно отсроченный, требуется большое терпение. Нужно придумать, создать, подобрать и добиться исключительно положительного результата – в такого рода эмпирических исследованиях это всегда проблема.
Например, в описательных и поисковых исследованиях само описание, характеристика результата – и есть результат. И не важно, «положительный» он или «отрицательный». Однако в нашем случае всегда приходится работать до тех пор, пока результат не стал положительным. В этом и сложность и «крутость» биотехнологических проектов.
Кто партнеры
Наш главный промышленный партнер – «Сиббиофарм», один из крупнейших производителей биопрепаратов, которого очень интересуют термостабильные амилазы. В перспективе – партнерство с «Зеленой линией», крупным производителем пищевых ингредиентов, нуждающемся в мезофильной амилазе.
Эля ПЕТРЕНЕВА
