Анотація до роботи:

Малінова Н.Я. Розробка технології комплексного ферментного препарату –фруктофуранозидази з біомаси дріжджів роду Saccharomyces. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 03.00.20 – біотехнологія, технічні науки. – Національний університет харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Київ, 2003.

Дисертацію присвячено розробленню науково обґрунтованої технології сухого високоактивного комплексного ферментного препарату (КФП) дріжджової -фруктофуранозидази з тривалим терміном зберігання. Принципово-технологічна схема включає стадії руйнування висококон-центрованих суспензій дріжджів за допомогою дезінтегратора балістичної дії ФУГ-1М, осадження КФП -фруктофуранозидази із супернатанту дезінтеграту таніном з наступним висушуванням препарату вакуумним способом. Для вилучення ферменту запропоновано використовувати біомасу хлібопекарських дріжджів, що накопичена на інуліновмісному водному екстракті віджиму топінамбура за розробленим у дисертаційній роботі способом, або біомасу харчових дріжджів промислового виробництва.

Встановлено оптимальні фізико-хімічні умови дії таніносаджених КФП -фруктофуранозидази та вивчено каталітичні параметри ферменту.

Технологію КФП -фруктофуранозидази апробовано в умовах ВАТ “Трипільський біохімічний завод”, наведено дані техніко-економічного аналізу розробленої технології.

1. Встановлено оптимальні параметри проведення водної екстракції вуглеводів віджиму топінамбура: гідромодуль 10, тривалість 15 хв при 42 С та інтенсивному перемішуванні. Виявлено, що змінення активної кислотності екстрагента суттєво не впливає на вміст цукрів в екстракті віджиму топінамбура.

2. Екстракт віджиму топінамбура, отриманий при оптимальних параметрах, містить достатню кількість азоту та фосфору для вирощування дріжджів S. cerevisiae.

3. Експериментально встановлено, що штам 626 “Київський” при культи-вуванні на рідких інуліновмісних середовищах накопичує найбільшу кількість біомаси, найповніше утилізує цукри поживного середовища та має задовільну мальтазну активність, тому може бути рекомендованим для впровадження у виробництво хлібопекарських дріжджів на відходах переробки топінамбур.

4. Розроблено спосіб одержання біомаси дріжджів S. cerevisiae при культивуванні на екстракті з віджиму топінамбура, котрий дозволяє накопичу-вати в 1 дм³ культуральної рідини 45...50 г біомаси дріжджів (W=75%) без додаткового внесення поживних речовин.

5. Встановлено сфокусований режим дезінтеграції клітин хлібопекарських дріжджів у балістичному дезінтеграторі ФУГ–1М: =2000 хв^–1, V_МТ=150 мл, протягом 2...3 хв при швидкості протікання 1 л/хв суспензії дріжджів з концентрацією 16,5 % СР. Режим дозволяє дезинтегрувати 48...51 % клітин та досягти b-ФФ активності у супернатанті дезінтеграту 150...180 од/мл.

6. Досліджено вплив на b-ФФ активність сухих КФП умов виділення та висушування їх. Встановлено оптимальний режим осадження КФП b-ФФ із супернатанту дезінтеграту: додаванням 10...20-відсоткового водного розчину таніну до досягнення 0,6-відсоткової концентрації за сухим таніном (з розрахунку на 60 од/мл b-ФФ активності СПД) при температурі 20...25 ^оС протягом 10...20 хв при інтенсивному перемішуванні. -Фруктофуранозидазна активність КФП, одержаного за розробленою технологією та висушеного вакуумним способом при 20...25 ^оС становить 30±2 тисяч од/г.

7. Сухі таніносаджені КФП b-ФФ зберігають 85 % вихідної активності при температурі +4 ^оС протягом 12 місяців.

8. Дослідження фізико-хімічних властивостей сухих таніносаджених КФП b-ФФ дріжджів S. сerevisiae показали, що b-ФФ проявляє максимальну активність у 5...10-відсоткових розчинах цукрози при температурі 55 С та рН 4,5...4,6. Фермент є стабільним у діапазоні рН 3,5...5,0. При інкубуванні таніносаджених КФП b-ФФ протягом 2 год при температурі 30...55 С активність препаратів повністю зберігається, що дозволяє рекомендувати їх для промислового виробництва та застосування.

9. На основі квантово-хімічних розрахунків у наближенні РМ3 побудо-вано модель молекули ністози, яка відповідає мінімуму вільної енергії. Визначено торсійні кути, електронну густину, дипольний момент та повну енергію молекули ністози. Методом молекулярної механіки розраховано і побудовано модель молекули олігофруктану (СП 10) інулінового типу з 2,1-фруктозидним зв’язком. Уточнено механізм дії екзо- та ендо--фруктозидаз на вуглеводи з -2,1-фруктозидним зв’язком.

10. Розроблено технологічну та апаратурно-технологічну схеми одержання сухого КФП b-ФФ з біомаси дріжджів роду Saccharomyces. Запропонована технологія КФП b-ФФ успішно пройшла напіввиробничі випробування в умовах ВАТ “Трипільський біохімічний завод”.

Публікації автора:

1. Романовська Т.І., Бобрівник Л.Д., Малінова Н.Я. Визначення вуглеводів у топінамбурі // Харч. і перероб. пром-сть. – 1997.– № 7. – С. 23 – 24.

Особистий внесок: участь у підборі і теоретичному аналізі літературних джерел, проведенні експериментальних досліджень, узагальненні результатів.

2. Майко І.І., Бобрівник Л.Д., Малінова Н.Я. Ферментативний синтез і гідроліз фруктанів // Укр. біохім. журн. – 2000. – т. 72, № 2. – С. 14 –18.

Особистий внесок: огляд і узагальнення літературних даних, підготовка матеріалів до публікації.

3. Балістична дезінтеграція дріжджів / Н.Я. Малінова, Л.Д. Бобрівник, О.М. Мірошников, І.І. Майко // Харчова промисловість. – 2000. – № 45. – С. 92–97.

Особистий внесок: постановка експериментів, оброблення отриманих результатів та підготовка матеріалів до публікації.

4. Оптимізація екстракції вуглеводів віджиму топінамбура / Л.Д.Бобрівник, Т.І. Романовська, О.М. Мірошников, Н.Я. Малінова, І.Я. Романовський, Н.І. Левчук // Наук. пр. УДУХТ. – 2000. – № 6. – С. 79 – 80.

Особистий внесок: участь у плануванні та проведенні експериментальних досліджень, узагальненні результатів, підготовці матеріалів до друку.

5. Пат. України № 31511 А, МПК 6С 12N 1/16. Спосіб отримання харчових дріжджів роду Saccharomyces на середовищі з відходів переробки топінамбура / Л.Д. Бобрівник, І.С. Гулий, Т.І. Романовська, Н.Я. Малінова, І.Я. Романовський, О.М. Мірошников. – Заявл. 18.09.1998; Опубл. 15.12.2000, Бюл. № 7 – II.

Особистий внесок: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.

6. Пат. України № 34403 А, МПК 7С 12N 9/26. Спосіб одержання дріжджового ферментного препарату бета-фруктофуранозидази / Н.Я.Малінова, А.І. Українець, Н.В. Колтукова, І.С, Гулий, О.М. Мірошников, І.І. Майко. – Заявл. 18.05.2000; Опубл. 15.02.2001, Бюл. № 1.

Особистий внесок: проведення патентного пошуку, планування та участь у проведенні експериментів, оцінка і узагальнення результатів дослідів, підготовка матеріалів та написання заявки на патент України.

7. The Biotechnological Procession of the Waste Products of Inulin Production / T. Romanovska, L. Bobrovnik, I. Gulyi, N. Malinova // International Workshop on Inulin as Medicine & Food Ingredient. Property and Applications of Inulin. – Kiev: USUFT. – 1997.

Особистий внесок: участь в експериментальних дослідженнях, узагальненні результатів, підготовці доповіді до конференції.

8. Мікробіологічне перероблення цукровмісних топінамбурних відходів / Т.І.Романовська, Л.Д. Бобрівник, І.С. Гулий, О.М. Мірошников, Н.Я.Малінова // Тези доповідей Міжнар. наук.-техн. конф. “Розроблення та впровадження прогресивних ресурсоощадних технологій та обладнання в харчову та переробну промисловість”. – К.:УДУХТ. – 1997. – С. 46–47.

Особистий внесок: участь у проведенні експериментальних досліджень, узагальненні отриманих результатів і написанні тез доповіді.

9. Виділення препарату –фруктофуранозидази з біомаси дріжджів Saccharomyces cerevisiae / Л.Д. Бобрівник, О.М. Мірошников, І.І. Майко, Н.Я. Малінова // Тези доповідей 6-ї Міжнар. наук.-техн. конф. “Проблеми та перспективи створення і впровадження нових ресурсо- та енергоощадних технологій, обладнання в галузях харчової і переробної промисловості”. – К.:УДУХТ. – 1999. – С. 87.

Особистий внесок: планування та проведення досліджень, узагальнення отриманих результатів, оформлення тез доповіді та виступ на конференції.

10. Малінова Н.Я., Мірошников О.М., Штангеєва Н.І. Нова технологія сухого ферментного препарату -фруктофуранозидази // Наук. пр. УДУХТ. – 2001. – № 10. – С. 62. (За матеріалами VII Міжнар. наук.-техн. конф. “Пріоритетні напрями впровадження в харчову промисловість сучасних технологій, обладнання і нових видів продуктів оздоровчого та спеціального призначення”, Київ, 2001р.)

Особистий внесок: постановка та проведення експериментів, оброблення та аналіз отриманих результатів, підготовка доповіді та виступ на конференції.