Improving an approach to lipase determination in enzyme preparations for the food industry based on a method of fatty acid production

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The production of enzyme preparations remains to be a promising and permanently growing direction of modern biotechnology. The industrial production of the most widely used enzyme preparations contributes not only to improving the existing technologies, but also to developing fundamentally new processes. In this connection, lipases as part of the processes of partial or complete hydrolysis of oils and fats present significant research interest. Lipases find application in food processing and consumer goods manufacturing, as well as in agriculture, medicine, and analytical practice. In this study, we compare three methods based on the reaction of hydrolytic cleavage of ester bonds in a fat molecule followed by the release of free fatty acids. The optimum parameters providing for the highest production of fatty acids were determined. A substrate to obtain a more stable emulsion under a higher accuracy of measurements was experimentally selected. The established optimum conditions for a biocatalytic reaction of substrate hydrolysis (olive oil) using the conventional enzyme preparation “Lipase” included the temperature of 40 °С, the pH of 4.7, and the duration of 20 minutes. In order to confirm the validity of the data and parameters obtained, comparative studies were carried out to determine lipase activity in various objects of microbial origin. When varying the dosage of the enzyme preparation, the lipase activity was found to be within 5% of measurement accuracy. This error agrees well with the conventional methods of determining the activity of enzyme preparations for the food industry.

About the authors

E. M. Serba

Russian Scientific Research Institute of Food Biotechnology - branch of Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: Serbae@mail.ru

E. N. Sokolova

Russian Scientific Research Institute of Food Biotechnology - branch of Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: elenaniksokolova@inbox.ru

M. B. Overchenko

Russian Scientific Research Institute of Food Biotechnology - branch of Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: mb_over@mail.ru

L. V. Rimareva

Russian Scientific Research Institute of Food Biotechnology - branch of Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: lrimareva@mail.ru

N. I. Ignatova

Russian Scientific Research Institute of Food Biotechnology - branch of Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: ignatova59@mail.ru

Yu. A. Borsheva

Russian Scientific Research Institute of Food Biotechnology - branch of Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: juliyaborshova@yandex.ru

References

  1. Римарева Л.В., Серба Е.М., Соколова Е.Н., Борщева Ю.А., Игнатова Н.И. Ферментные препараты и биокаталитические процессы в пищевой промышленности // Вопросы питания. 2017. Т. 86. N 5. С. 63-74.
  2. Сафина В.Р., Мелентьев А.И., Актуганов Г.Э. Влияние субстратной индукции и условий культивирования на синтез хитозаназ Bacillus thuringiensis В-387 // Пищевая промышленность. 2019. N 4. С. 85-87. https://doi.org/10.24411/0235-2486-2019-10043.
  3. Серба Е.М., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Таджибова П.Ю., Римарева Л.В. К вопросу о контроле качества ферментных препаратов для пищевой промышленности // Пищевая промышленность. 2019. N 4. С. 87-88. https://doi.org/10.24411/0235-2486-2019-10044.
  4. Римарева Л.В., Серба Е.М., Оверченко М.Б., Таджибова П.Ю., Серба Е.В., Кривова А.Ю.. Научно-экспериментальное обоснование безопасности биотехнологической продукции для пищевой промышленности // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. 2019. N 1. С. 40-43. https://doi.org/10.30850/vrsn/2019/1/40-43.
  5. Дьяченко Ю.А., Цикуниб А.Д. Активность липазы как показатель высокого качества и экологической чистоты семян подсолнечника // Техника и технология пищевых производств. 2017. Т. 44. N 1. С. 118-123.
  6. Зубарева И.М., Митина Н.Б., Кириченко Е.С. Изучение липазной активности Blakeslea Trispora продуцента бета-каротина // Вопросы химии и химической технологии. 2012. N 1. С. 32-35.
  7. Чирикова М.С., Шакун Т.П., Петрова Г.М., Глушень Е.М. Выделение и идентификация нового природного штамма - деструктора жировых соединений // Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты: сб. научных трудов. 2016. Т. 8. С. 382-391.
  8. Баранов А.А., Намазова-Баранова Л.С., Гундобина О.С., Михайлова С.В., Захарова Е.Ю., Вишнёва Е.А.. Дефицит лизосомной кислой липазы: клинические рекомендации по оказанию медицинской помощи детям // Педиатрическая фармакология. 2016. Т. 13. N 3. С. 239-243. https://doi.org/10.15690/pf.v13i3.1573.
  9. Quinn A.G., Burton B., Deegan P., Di Rocco M., Enns G.M., Guardamagna O., et al. Sustained elevations in LDL cholesterol and serum transaminases from early childhood are common in lysosomal acid lipase deficiency // Molecular Genetics and Metabolism. 2014. Vol. 111, no. 2. P. S89. https://doi.org/10.1016/j.ymgme.2013.12.215.
  10. Fouchier S.W., Defesche J.C. Lysosomalacidlipase A and the hyper cholesterol emic phenotype // Current Opinion in Lipidology. 2013. Vol. 24, no. 4. P. 332-338. https://doi.org/10.1097/MOL.0b013e328361f6c6.
  11. Коршенко Л.О. Стабилизация качества хлеба из пшеничной муки с низкими хлебопекарными свойствами // Вестник Евразийской науки. 2014. N 6. С. 2-11. https://doi.org/10.15862/115TVN614.
  12. Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Таджибова П.Ю., Серба Е. М. Некоторые аспекты методологии контроля безопасности, качества и подлинности ферментных препаратов для пищевой промышленности // Пищевая промышленность. 2020. N 4. С. 48-55. https://doi.org/10.24411/0235-2486-2020-04411.
  13. Gupta P., Upadhyay L.S.B., Shrivastava R. Lipase catalyzed-transesterification of vegetable oils by lipolytic bacteria //Research Journalof Microbiology. 2 011. Vol. 6, no. 3. P. 281-288.
  14. Никитенко А.И., Леонтьев В.Н., Болтовский В.С. Методические особенности определения активности липаз в семенах рапса // Труды БГТУ. № 4: Химия, технология органических веществ и биотехнология. 2011. N 4. С.190-193.
  15. Альмяшева Н.Р., Голышкин А.В. Закономерности биосинтеза липолитических ферментов ксилотрофным базидиомицетом Fomes fomentarius // Современные проблемы науки и образования. 2016. N 6. С. 553.
  16. Кригер А.В., Дышлюк Л.С., Долганюк В.Ф., Зимина М.И., Асякина Л.К. Выделение, очистка и изучение свойств рекомбинантной липазы, экспрессированной в Escherichia coli // Фундаментальные исследования. 2013. N 12. С. 122-126.
  17. Григорьянц А.Г., Коротаева М.А., Алехнович В.И., Шиганов И.Н. Инструментальные методы контроля состава и свойств полидисперсных сред // Наука и образование. 2012. N 2. С.11-14.
  18. Вертипрахов В.Г., Бутенко М.Н. Новый способ определения количества пищевых белков, жиров и углеводов в продуктах и кормах // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. N 9. С. 52-55.
  19. Гамаюрова В.С., Воробьев Е.С., Давлетшина Г.А., Ржечицкая Л.Э. Анализ кинетических параметров ферментативного катализа реакций этерификации в среде гексана // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. N 3. С. 316-324. https://doi.org/10.31857/S0453881121030023.
  20. Самойлова Ю.В., Сорокина К.Н., Нуриддинов М.А., Розанов А.С. Разработка биокатализатора для переэтерификации пищевых жиров с использованием иммобилизованных ферментов липаз // Высокие технологии в современной науке и технике: сб. научных трудов ТПУ. Томск, 2013. С. 119-123.
  21. Шеламова С.А., Тырсин Ю.А. Роль карбоксильных групп в каталитической активности липазы Rhizopus oryzae 1403 // Региональные геосистемы. 2014. С. 103-108.
  22. Воловик В.Т., Леонидова Т.В., Коровина Л.М., Блохина Н.А., Касарина Н.П. Сравнение жирнокислотного состава различных пищевых масел // Международный журнал прикладных исследований. 2019. N 5. С. 147-152. https://doi.org/10.17513/mjpfi.12754.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).