Optimization of (-galactosidase production from lactic acid bacteria
Optimizacija proizvodnje (-galaktozidaze pomoću bakterija mlečne kiseline
Autori
Carević, MilicaVukašinović-Sekulić, Maja
Grbavčić, Sanja
Stojanović, Marija
Mihailović, Mladen
Dimitrijević, Aleksandra
Bezbradica, Dejan
Članak u časopisu (Objavljena verzija)
Metapodaci
Prikaz svih podataka o dokumentuApstrakt
(-galactosidase, commonly known as lactase, represents commercially important enzyme that is prevalently used for lactose hydrolysis in milk and whey. To the date, it has been isolated from various sources. In this study different strains of lactic acid bacteria were assessed for their (-galactosidase productivity, and Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 resulted with the highest production potential. Thereafter, optimal conditions for accomplishing high yields of (-galactosidase activity were determined. Maximal specific activity (1.01 IU mL-1) was accomplished after 2 days shake flask culture fermentation (150 rpm) at 37°C, with modified Man Rogosa Sharpe culture broth using lactose (2.5%) as sole carbon source. Finally, in order to intensify release of intracellular (-galactosidase different mechanical and chemical methods were conducted. Nevertheless, vortexing with quartz sand (150 μm) as abrasive was proven to be the most efficient method of cell disruption. The optimum temperatu...re of obtained (-galactosidase was 45°C and the optimum range pH 6.5-7.5.
Enzim (-galaktozidaza, poznatija kao laktaza, predstavlja industrijski izuzetno važan enzim, koji ima primarnu ulogu u hidrolizi disaharida laktoze. Upotrebom ovog enzima u industriji mleka i mlečnih proizvoda dolazi do poboljšanja fizičkih i senzornih karakteristika proizvoda, kao i do povećanja svarljivosti proizvoda, a samim tim i prevazilaženja problema netolerancije na laktozu. Takođe, hidrolizom laktoze surutke, rešava se pitanje njenog ekološki prihvatljivog odlaganja. Sa druge strane, enzim pod kontrolisanim reakcionim uslovima može katalizovatii proces transgalaktozilacije, odnosno prenošenja galaktozil jedinica na druge šećere prisutne u sistemu (najčešće laktozu), pri čemu nastaju izuzetno važna funkcionalna jedinjenja galaktooligosaharidi. Enzim (-galaktozidaza može biti različitog porekla - biljnog, životinjskog ili mikrobnog. Međutim, najznačajniji među njima su mikrobni postupci proizvodnje, zbog lake fermentacije, velike brzine rasta i razmnožavanja ćelija, visokih prin...osa, visoke aktivnosti, kao i stabilnosti enzima. Kao posledica velikog komercijalnog interesa za ovaj enzim, opisane su različite metode dobijanja i prečišćavanja dobijenih enzima iz različitih mikroorganizama. Poslednjih godina bakterije mlečne kiseline privlače sve više pažnje kao potencijalni izvori (-galaktozidaza najviše zahvaljujući svom statusu bezbednih za upotrebu u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji, čime se omogućava neometano korišćenje enzima bez primene komplikovanih metoda prečišćavanja. U ovom radu ispitana je mogućnost proizvodnje (-galaktozidaza pomoću nekoliko vrsta bakterija mlečne kiseline. Kao najbolji producent među ispitanim bakterijama pokazala se bakterija Lactobacillus acidophilus. Najveća aktivnost (-galaktozidaze, dobijena je mikroaerofilnom fermentacijom u modifikovanoj komercijalnoj MRS podlozi, sa 2,5% laktoze kao jedinim izvorom ugljenika. Fermentacija je vršena na tresilici (150 rpm) u trajanju od 48 h i na temperaturi od 37°C. Kako je enzim intracelularan, u cilju razaranja ćelija i oslobađanja enzima, primenjeno je više različitih fizičkih i hemijskih metoda, a daleko najboljom pokazala se metoda vorteksiranja sa kvarcnim peskom (150 μm) kao abrazivnim sredstvom. Ovako dobijen enzim pokazao je maksimalnu aktivnost pri temperaturi od 45°C i pH u opsegu 6.5-7.5.
Ključne reči:
Lactobacillus acidophilus / (-galactosidase / production / disruption / optimization / Lactobacillus acidophilus / (-galaktozidaza / proizvodnja / razaranje / optimizacijaIzvor:
Hemijska industrija, 2015, 69, 3, 305-312Izdavač:
- Association of Chemical Engineers of Serbia
Finansiranje / projekti:
- Razvoj novih inkapsulacionih i enzimskih tehnologija za proizvodnju biokatalizatora i biološki aktivnih komponenata hrane u cilju povećanja njene konkurentnosti, kvaliteta i bezbednosti (RS-MESTD-Integrated and Interdisciplinary Research (IIR or III)-46010)
DOI: 10.2298/HEMIND140303044C
ISSN: 0367-598X
WoS: 000360784600010
Scopus: 2-s2.0-84936998997
Institucija/grupa
Tehnološko-metalurški fakultetTY - JOUR AU - Carević, Milica AU - Vukašinović-Sekulić, Maja AU - Grbavčić, Sanja AU - Stojanović, Marija AU - Mihailović, Mladen AU - Dimitrijević, Aleksandra AU - Bezbradica, Dejan PY - 2015 UR - http://TechnoRep.tmf.bg.ac.rs/handle/123456789/2885 AB - (-galactosidase, commonly known as lactase, represents commercially important enzyme that is prevalently used for lactose hydrolysis in milk and whey. To the date, it has been isolated from various sources. In this study different strains of lactic acid bacteria were assessed for their (-galactosidase productivity, and Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 resulted with the highest production potential. Thereafter, optimal conditions for accomplishing high yields of (-galactosidase activity were determined. Maximal specific activity (1.01 IU mL-1) was accomplished after 2 days shake flask culture fermentation (150 rpm) at 37°C, with modified Man Rogosa Sharpe culture broth using lactose (2.5%) as sole carbon source. Finally, in order to intensify release of intracellular (-galactosidase different mechanical and chemical methods were conducted. Nevertheless, vortexing with quartz sand (150 μm) as abrasive was proven to be the most efficient method of cell disruption. The optimum temperature of obtained (-galactosidase was 45°C and the optimum range pH 6.5-7.5. AB - Enzim (-galaktozidaza, poznatija kao laktaza, predstavlja industrijski izuzetno važan enzim, koji ima primarnu ulogu u hidrolizi disaharida laktoze. Upotrebom ovog enzima u industriji mleka i mlečnih proizvoda dolazi do poboljšanja fizičkih i senzornih karakteristika proizvoda, kao i do povećanja svarljivosti proizvoda, a samim tim i prevazilaženja problema netolerancije na laktozu. Takođe, hidrolizom laktoze surutke, rešava se pitanje njenog ekološki prihvatljivog odlaganja. Sa druge strane, enzim pod kontrolisanim reakcionim uslovima može katalizovatii proces transgalaktozilacije, odnosno prenošenja galaktozil jedinica na druge šećere prisutne u sistemu (najčešće laktozu), pri čemu nastaju izuzetno važna funkcionalna jedinjenja galaktooligosaharidi. Enzim (-galaktozidaza može biti različitog porekla - biljnog, životinjskog ili mikrobnog. Međutim, najznačajniji među njima su mikrobni postupci proizvodnje, zbog lake fermentacije, velike brzine rasta i razmnožavanja ćelija, visokih prinosa, visoke aktivnosti, kao i stabilnosti enzima. Kao posledica velikog komercijalnog interesa za ovaj enzim, opisane su različite metode dobijanja i prečišćavanja dobijenih enzima iz različitih mikroorganizama. Poslednjih godina bakterije mlečne kiseline privlače sve više pažnje kao potencijalni izvori (-galaktozidaza najviše zahvaljujući svom statusu bezbednih za upotrebu u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji, čime se omogućava neometano korišćenje enzima bez primene komplikovanih metoda prečišćavanja. U ovom radu ispitana je mogućnost proizvodnje (-galaktozidaza pomoću nekoliko vrsta bakterija mlečne kiseline. Kao najbolji producent među ispitanim bakterijama pokazala se bakterija Lactobacillus acidophilus. Najveća aktivnost (-galaktozidaze, dobijena je mikroaerofilnom fermentacijom u modifikovanoj komercijalnoj MRS podlozi, sa 2,5% laktoze kao jedinim izvorom ugljenika. Fermentacija je vršena na tresilici (150 rpm) u trajanju od 48 h i na temperaturi od 37°C. Kako je enzim intracelularan, u cilju razaranja ćelija i oslobađanja enzima, primenjeno je više različitih fizičkih i hemijskih metoda, a daleko najboljom pokazala se metoda vorteksiranja sa kvarcnim peskom (150 μm) kao abrazivnim sredstvom. Ovako dobijen enzim pokazao je maksimalnu aktivnost pri temperaturi od 45°C i pH u opsegu 6.5-7.5. PB - Association of Chemical Engineers of Serbia T2 - Hemijska industrija T1 - Optimization of (-galactosidase production from lactic acid bacteria T1 - Optimizacija proizvodnje (-galaktozidaze pomoću bakterija mlečne kiseline EP - 312 IS - 3 SP - 305 VL - 69 DO - 10.2298/HEMIND140303044C ER -
@article{ author = "Carević, Milica and Vukašinović-Sekulić, Maja and Grbavčić, Sanja and Stojanović, Marija and Mihailović, Mladen and Dimitrijević, Aleksandra and Bezbradica, Dejan", year = "2015", abstract = "(-galactosidase, commonly known as lactase, represents commercially important enzyme that is prevalently used for lactose hydrolysis in milk and whey. To the date, it has been isolated from various sources. In this study different strains of lactic acid bacteria were assessed for their (-galactosidase productivity, and Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 resulted with the highest production potential. Thereafter, optimal conditions for accomplishing high yields of (-galactosidase activity were determined. Maximal specific activity (1.01 IU mL-1) was accomplished after 2 days shake flask culture fermentation (150 rpm) at 37°C, with modified Man Rogosa Sharpe culture broth using lactose (2.5%) as sole carbon source. Finally, in order to intensify release of intracellular (-galactosidase different mechanical and chemical methods were conducted. Nevertheless, vortexing with quartz sand (150 μm) as abrasive was proven to be the most efficient method of cell disruption. The optimum temperature of obtained (-galactosidase was 45°C and the optimum range pH 6.5-7.5., Enzim (-galaktozidaza, poznatija kao laktaza, predstavlja industrijski izuzetno važan enzim, koji ima primarnu ulogu u hidrolizi disaharida laktoze. Upotrebom ovog enzima u industriji mleka i mlečnih proizvoda dolazi do poboljšanja fizičkih i senzornih karakteristika proizvoda, kao i do povećanja svarljivosti proizvoda, a samim tim i prevazilaženja problema netolerancije na laktozu. Takođe, hidrolizom laktoze surutke, rešava se pitanje njenog ekološki prihvatljivog odlaganja. Sa druge strane, enzim pod kontrolisanim reakcionim uslovima može katalizovatii proces transgalaktozilacije, odnosno prenošenja galaktozil jedinica na druge šećere prisutne u sistemu (najčešće laktozu), pri čemu nastaju izuzetno važna funkcionalna jedinjenja galaktooligosaharidi. Enzim (-galaktozidaza može biti različitog porekla - biljnog, životinjskog ili mikrobnog. Međutim, najznačajniji među njima su mikrobni postupci proizvodnje, zbog lake fermentacije, velike brzine rasta i razmnožavanja ćelija, visokih prinosa, visoke aktivnosti, kao i stabilnosti enzima. Kao posledica velikog komercijalnog interesa za ovaj enzim, opisane su različite metode dobijanja i prečišćavanja dobijenih enzima iz različitih mikroorganizama. Poslednjih godina bakterije mlečne kiseline privlače sve više pažnje kao potencijalni izvori (-galaktozidaza najviše zahvaljujući svom statusu bezbednih za upotrebu u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji, čime se omogućava neometano korišćenje enzima bez primene komplikovanih metoda prečišćavanja. U ovom radu ispitana je mogućnost proizvodnje (-galaktozidaza pomoću nekoliko vrsta bakterija mlečne kiseline. Kao najbolji producent među ispitanim bakterijama pokazala se bakterija Lactobacillus acidophilus. Najveća aktivnost (-galaktozidaze, dobijena je mikroaerofilnom fermentacijom u modifikovanoj komercijalnoj MRS podlozi, sa 2,5% laktoze kao jedinim izvorom ugljenika. Fermentacija je vršena na tresilici (150 rpm) u trajanju od 48 h i na temperaturi od 37°C. Kako je enzim intracelularan, u cilju razaranja ćelija i oslobađanja enzima, primenjeno je više različitih fizičkih i hemijskih metoda, a daleko najboljom pokazala se metoda vorteksiranja sa kvarcnim peskom (150 μm) kao abrazivnim sredstvom. Ovako dobijen enzim pokazao je maksimalnu aktivnost pri temperaturi od 45°C i pH u opsegu 6.5-7.5.", publisher = "Association of Chemical Engineers of Serbia", journal = "Hemijska industrija", title = "Optimization of (-galactosidase production from lactic acid bacteria, Optimizacija proizvodnje (-galaktozidaze pomoću bakterija mlečne kiseline", pages = "312-305", number = "3", volume = "69", doi = "10.2298/HEMIND140303044C" }
Carević, M., Vukašinović-Sekulić, M., Grbavčić, S., Stojanović, M., Mihailović, M., Dimitrijević, A.,& Bezbradica, D.. (2015). Optimization of (-galactosidase production from lactic acid bacteria. in Hemijska industrija Association of Chemical Engineers of Serbia., 69(3), 305-312. https://doi.org/10.2298/HEMIND140303044C
Carević M, Vukašinović-Sekulić M, Grbavčić S, Stojanović M, Mihailović M, Dimitrijević A, Bezbradica D. Optimization of (-galactosidase production from lactic acid bacteria. in Hemijska industrija. 2015;69(3):305-312. doi:10.2298/HEMIND140303044C .
Carević, Milica, Vukašinović-Sekulić, Maja, Grbavčić, Sanja, Stojanović, Marija, Mihailović, Mladen, Dimitrijević, Aleksandra, Bezbradica, Dejan, "Optimization of (-galactosidase production from lactic acid bacteria" in Hemijska industrija, 69, no. 3 (2015):305-312, https://doi.org/10.2298/HEMIND140303044C . .