СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕСПЕЦИФИЧЕСКОГО ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГИДРОЛИЗА ХИТОЗАН-ГЛЮКАНОВОГО КОМПЛЕКСА И ХИТОЗАНА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХИТООЛИГОСАХАРИДОВ И ОЦЕНКА ИХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
УДК 577.15:547.458
Аннотация
Статья посвящена сравнительной характеристике неспецифического ферментативного гидролиза хитозан-глюканового комплекса из высших грибов и хитозана из ракообразных для получения хитоолигосахаридов и оценке их физико-химических свойств. Объектами исследования являлись хитозан-глюкановый комплекс из плодовых тел Ganoderma lucidum и коммерческий хитозан, используемый для сравнительной оценки. Ферментативный гидролиз образцов проводили с использованием препарата «ЦеллоЛюкс-А» (целлюлолитическая активность – 6000 ед./см3, ксиланазная активность – 1700 ед./см3). Физико-химические свойства определяли методами вискозиметрии и потенциометрического титрования. В результате проведенных исследований разработаны технологические параметры ферментативной обработки хитозан-глюкановых комплексов и хитозана для получения хитоолигосахаридов: температура 55.0 °С; pH 5.5; концентрация ферментного препарата – от 1.2 до 1.4%; продолжительность процесса ферментативного гидролиза – 24–26 ч; концентрация раствора хитозан-глюканового комплекса и хитозана – 3.0%; растворитель – 1.0% водный раствор уксусной кислоты. Выход хитоолигосахаридов из хитозан-глюканового комплекса составил 78.4%, из хитозана – 94.5%. Установлено, что ферментативный гидролиз хитозан-глюканового комплекса препаратом «ЦеллоЛюкс-А» протекает по механизму, включающему гидролиз β-(1→4)-гликозидных связей у хитозана и β-(1→3)- и β-(1→6)-гликозидных связей у глюканов, приводящий к высвобождению хитозановой цепи из комплекса с последующим образованием низкомолекулярных фрагментов. Анализ ИК-спектров показал сохранение химической структуры мономерных звеньев хитоолигосахаридов при гидролизе и протекание реакции деполимеризации. Хитоолигосахариды из хитозана характеризовались высокими значениями характеристической вязкости (4.1 дл×г-1), молекулярной массы (5.4 кДа) и степенью деацетилирования (91.5%), превышающими соответствующие показатели для хитоолигосахаридов из хитозан-глюканового комплекса на 7.9, 68.8 и 24.3% соответственно. Показано, что применение целлюлазы и ксиланазы вместо специфических ферментов (хитиназы и хитозаназы) позволяет снизить затраты на получение хитоолигосахаридов.
Скачивания
Литература
Gonçalves C., Ferreira N., Lourenço L. Polymers, 2021, vol. 13, article 2466. https://doi.org/10.3390/polym13152466.
Vo T.-S., Ngo D.-H., Kang K.-H., Jung W.-K., Kim S.-K. Molecular Nutrition & Food Research, 2014, vol. 59, pp. 129–138. https://doi.org/10.1002/mnfr.201400412.
Hahn T., Tafi E., Paul A., Salvia R., Falabella P., Zibek S. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 2020, vol. 95, pp. 2775–2795. https://doi.org/10.1002/jctb.6533.
Alimi B.A., Pathania S., Wilson J., Duffy B., Frias J.M.C. International Journal of Biological Macromolecules, 2023, vol. 237, article 124195. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124195.
Minakov D.V., Minakova A.A., Markin V.I., Bazarnova N.G., Tikhonov S.L., Yegorova Ye.Yu. Khimiya ras-titel'nogo syr'ya, 2023, no. 1, pp. 313–322. https://doi.org/10.14258/jcprm.20230112519. (in Russ.).
Thakur V.K., Thakur M.K. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2014, vol. 2, pp. 2637–2652. https://doi.org/10.1021/sc500634p.
Mourya V.K., Inamdar N.N., Choudhari Y.M. Polymer Science, Series A, 2011, vol. 53, pp. 583–612. https://doi.org/10.1134/S0965545X11070066.
Santoso J., Adiputra K.C., Soerdirga L.C., Tarman K. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2020, vol. 414, article 012021. https://doi.org/10.1088/1755-1315/414/1/012021.
Xia W., Liu P., Zhang J., Chen J. Food Hydrocolloids, 2011, vol. 25, pp. 170–179. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2010.03.003.
Miguez N., Kidibule P., Santos-Moriano P., Ballesteros A.O., Fernandez-Lobato M., Plou F.J. Applied Sciences, 2021, vol. 11, article 3212. https://doi.org/10.3390/app11073212.
Roman D.L., Roman M., Som C., Schmutz M., Hernandez E., Wick P., Casalini T., Perale G., Ostafe V., Isvoran A. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2019, vol. 7, article 214. https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00214.
Liaqat F., Eltem R. Carbohydrate Polymers, 2018, vol. 184, pp. 243–259. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.12.067.
Li D.-D., Tao Y., Shi Y.-N., Han Y.-B., Yang N., Xu X.-M. Food Chemistry, 2020, vol. 309, article 125767. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125767.
Xing R., Liu Y., Li K., Yu H., Liu S., Yang Y., Chen X., Li P. Carbohydrate Polymers, 2017, vol. 157, pp. 1288–1297. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.11.001.
He Y., Zhang M., Shan M., Zeng P., Li X., Hao C., Dou H., Yang D., Feng N., Zhang L. International Journal of Biological Macromolecules, 2018, vol. 118, pp. 327–332. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.06.077.
Mahmud M., Naziri M.I., Yacob N., Talip N., Abdullah Z. AIP Conference Proceedings, 2014, vol. 1584, pp. 136–140. https://doi.org/10.1063/1.4866119.
El-Sayed S.T., Ali A.M., Omar N.I. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 2019, vol. 22, article 101382. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2019.101382.
Xu W., Mohan A., Pitts N.L., Udenigwe C., Mason B. Food Bioscience, 2020, vol. 33, article 100476. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2019.100476.
Roncal T., Oviedo A., Armentia I.L., Fernández L., Villarán M.C. Carbohydrate Research, 2007, vol. 342, pp. 2750–2756. https://doi.org/10.1016/j.carres.2007.08.023.
Ruangwicha J., Cheirsilp B., Suyotha W. Bioresource Technology, 2024, vol. 393, article 130106. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.130106.
Kaczmarek M.B., Struszczyk-Swita K., Li X., Szczęsna-Antczak M., Daroch M. Frontiers in Bioengineering and Bio-technology, 2019, vol. 7, article 243. https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00243.
Chang S.-H., Wu C.-H., Tsai G.-J. Carbohydrate Polymers, 2018, vol. 181, pp. 1026–1032. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.11.047.
Liang T.-W., Chen Y.-J., Yen Y.-H., Wang S.-L. Process Biochemistry, 2007, vol. 42, pp. 527–534. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2006.10.005.
Naveed M., Phil L., Sohail M. et al. International Journal of Biological Macromolecules, 2019, vol. 129, pp. 827–843. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.01.192.
Tishchenko G., Šimunek J., Brus J., Netopilík M., Pekárek M., Walterová Z., Koppová I., Lenfeld J. Carbohydrate Polymers, 2011, vol. 86, pp. 1077–1081. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.04.073.
Chang S.-H., Lin H.-T.V., Wu G.-J., Tsai G.J. Carbohydrate Polymers, 2015, vol. 134, pp. 74–81. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.07.072.
Laokuldilok T., Potivas T., Kanha N., Surawang S., Seesuriyachan P., Wangtueai S., Phimolsiripol Y., Regen-stein J.M. Food Bioscience, 2017, vol. 18, pp. 28–33. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2017.03.004.
Lin S.-B., Lin Y.-C., Chen H.-H. Food Chemistry, 2009, vol. 116, pp. 47–53. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.02.002.
Liu J., Xia W.S. Biochemical Engineering Journal, 2006, vol. 30, pp. 82–87. https://doi.org/10.1016/j.bej.2006.02.005.
Pan A.-D., Zeng H.-Y., Foua G.B., Alain C., Li Y.-Q. Carbohydrate Polymers, 2016, vol. 135, pp. 199–206. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.08.052.
Qin Z., Chen Q., Lin S., Luo S., Qiu Y., Zhao L. Food Chemistry, 2018, vol. 253, pp. 139–147. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.01.137.
Tsai G.-J., Zhang S.-L., Shieh P.-L. Journal of Food Protection, 2004, vol. 67, pp. 396–398. https://doi.org/10.4315/0362-028X-67.2.396.
Xie Y., Hu J., Wei Y., Hong X. Polymer Degradation and Stability, 2009, vol. 94, pp. 1895–1899. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2009.06.021.
Minakov D.V., Vereshchagin A.L., Morozhenko Yu.V., Bazarnova N.G. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2019, no. 1, pp. 251–257. https://doi.org/10.14258/jcprm.2019014368.
Urbina-Salazar A., Inca-Torres A.R., Falcón-García G. et al. Waste Biomass Valorization, 2019, vol. 10, pp. 2915–2923. https://doi.org/10.1007/s12649-018-0328-4.
Copyright (c) 2026 Химия растительного сырья
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.
