Production of peptidases using lactic acid bacteria - optimisation of production process and activity

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2007
Major/Subject
Bioprosessitekniikka
Mcode
Kem-70
Degree programme
Language
fi
Pages
vii + 59 s. + liitt. 16
Series
Abstract
Tässä työssä on perehdytty juuston kypsyttämisen nopeuttamiseen sekä siihen tarvittavien peptidaasien tuotannon optimointiin. Työn kirjallisuusosassa on esitetty yleistä tietoa maidon koostumuksesta ja mikrorakenteesta ja juuston valmistuksesta. Lisäksi on tarkasteltu useita menetelmiä juuston kypsymisen nopeuttamiseksi sekä etsitty mm. aineenvaihduntareittejä eri kypsymisilmiöiden taustalta. Työn tavoitteena oli optimoida peptidaasien tuottoprosessi pyrkien tuotetun biomassan osalta mahdollisimman korkeaan peptidaasiaktiivisuuteen. Aktiivisuus määritettiin perustuen vapaan aminotypen määrän muutokseen, joka määritettiin muunnettua formaldehydimenetelmää käyttäen. Työn aluksi menetelmä automatisoitiin työn nopeuttamiseksi ja virheiden vähentämiseksi. Tärkeimmät kasvatusparametrit ja niiden tasot etsittiin laboratoriomittakaavan bioreaktorikasvatuksia ja systemaattista kokeiden suunnittelua hyväksi käyttäen. Optimointi suoritettiin kahdessa vaiheessa. Tämän jälkeen tarkasteltiin tuotetun entsyymin toimintaa eri olosuhteissa ja tutkittiin sen soluista vapauttamista korkeapainehomogenisoinnilla. Optimointivaiheiden jälkeen suoritettiin pilot-mittakaavan tuotto- ja jälkikäsittelykoe. Työ päätettiin tuotetun entsyymin avulla suoritettuihin juustokokeisiin, joissa tutkittiin entsyymin annostelun ja lämpötilan vaikutusta juuston kypsymiseen. Tuottoprosessin optimoinnissa saavutettiin kahdelle suureelle selkeä optimiarvo.Optimilämpötilaksi saatiin 30,5 °C ja MgSO4-pitoisuudeksi 0,25 g/dm3. Lisäksi glukoosipitoisuudelle saatiin n. 45 g/dm3 ja fosfaattipitoisuudelle (n. 1:1 seos kaliumdivetyfosfaattia ja dikaliumvetyfosfaattia) n. 3,0 g/dm3 optimi. Typenlähteen osalta päädyttiin hiivauutteen (7,5 g/dm3) ja kasitonin (12,5 g/dm3) yhdistelmään. Tuottoon ja tuotteen toimivuuteen perustuen kasvatus-pH:n arvoksi saatiin 7,2. Tämä oli myös suoritettujen aktiivisuuskokeiden optimi. Hajotuskokeiden perusteella korkeapainehomogenoinnin ei todettu parantavan solulysaatin aktiivisuutta. Entsyymistä valmistetun preparaatin todettiin nostavan aminotypen pitoisuutta ja parantavan makupisteitä yhdessä lämpötilan kanssa. Korkeammassa lämpötilassa kypsytetyt juustot saavuttivat lyhyellä kypsytysajalla parempia makupisteitä kuin kylmässä kypsytetyt, mutta kypsytysajan pidentyessä kylmempi kypsytyslämpötila osoittautui paremmaksi. Korkeat entsyymipreparaattitaso ja lämpötila aiheuttivat yhdessä myös usein karvautta.
Description
Supervisor
Leisola, Matti
Thesis advisor
Kiviharju, Kristiina
Mälkki, Yrjö
Keywords
Other note
Citation