توضیحات
ABSTRACT
The present study demonstrates the covalent immobilization of β-galactosidase on functionalized silica nanoparticles for its application in lactose and whey hydrolysis. Under optimal conditions of 1% (w/v) glutaraldehyde, protein to carrier ratio of 66.6 mg/g and pH 7.0, a very high immobilization effciency of 94% was obtained. The pH and temperature optimum of the immobilized β-gal was 4.5 and 50 °C with ONPG as substrate. Compared to the soluble enzyme, covalently bonded nanosilica-β-gal conjugate exhibited greater stability against inhibition by galactose and a higher thermal stability at 40 °C with a t1/2 of 15.8 h. A lower Km and increased catalytic effciency indicated higher substrate affnity and reactivity upon enzyme attachment to nanoparticle surface. Reusability of the immobilized preparation extended up to 14 cycles. The immobilized preparation effectively hydrolyzed whey and lactose to soluble simple sugars with 50% of hydrolysis occurring in 6 h. The rate of lactose and whey hydrolysis by immobilized β-gal was 1.5 and 2.5 times higher than that for the free enzyme, respectively. Immobilized β-gal preparation may be advantageously and commercially explored for effective bioremediation of dairy waste, devising biosensors or analytical tools for food and environmental technology or conversion of whey into value-added products.
INTRODUCTION
The worldwide production of milk whey, a by-product of the dairy industry, is estimated to be about 180–190 × 106 ton/year (Baldasso et al. 2011). Whey primarily comprises of 94–95% water, 5–6% dry matter, 3.8–4.3% lactose, 0.8–1.0% total protein, 0.6–0.65% whey protein, and 0.5–0.7% minerals (Tsakali et al. 2010). Release of this whey into the environment leads to deterioration of soil structure thus impacting crop yields detrimentally and also depletes the dissolved oxygen from water bodies thereby disrupting the aquatic life (Shukla and Wierzbicki 1975; Becerra and Gonzalez Siso 1996). Given the serious environmental threat associated with the disposal of whey, generated as dairy waste, it becomes essential to devise newer methods of utilizing or pretreating the whey before being disposed.
چکیده
مطالعه حاضر نشان می دهد که بیوژئالیسم کووالانسانت بتا گالاکتوزیداز بر روی نانوذرات سیلیکای کاربردی برای کاربرد آن در هیدرولیز لاکتوز و پنیری نشان می دهد. در شرایط مطلوب 1٪ (w / v) گلوتارالدئید، نسبت پروتئین به حامل 6،66 mg / g و pH 7.0، اثر بی رویه 94٪ بسیار زیاد بود. pH و درجه حرارت مطلوب β-gal بی حرکت شده 4.5 و 50 درجه سانتی گراد با ONPG به عنوان سوبسترا بود. در مقایسه با آنزیم محلول، کانولاسیون نانوسیلیکا-بتا گال اتصال با همکاری ترکیب شده، مقاومت بیشتری نسبت به مهار گالاکتوز و پایداری حرارتی بالاتر در دمای 40 درجه سانتیگراد با t1 / 2 8/15 ساعت نشان داد. یک Km کم و کمبود کاتالیزوری افزایش یافته است و نشان دهنده افزایش ضریب پایداری و واکنش پذیری آن نسبت به سطح نانوذرات است. دوباره قابل استفاده بودن از آماده سازی immobilized به مدت 14 دوره افزایش یافته است. آماده سازی بی حرکتی به طور موثر هیدرولیز شده از آب پنیر و لاکتوز به قندهای ساده محلول با 50٪ هیدرولیز در 6 ساعت اتفاق می افتد. میزان هیدرولیز لاکتوز و پنیر با استفاده از β-gal بی تحرکی 1.5 و 2.5 برابر بیشتر از آنزیم آزاد بود. آماده سازی β-gal غیر فعال شده ممکن است به صورت سودآور و تجاری مورد استفاده قرار گیرد برای برداشتن موثر زباله های لبنی، طراحی بیوسنسورها و یا ابزارهای تحلیلی برای تکنولوژی مواد غذایی و محیط زیست و یا تبدیل پنیر به محصولات با ارزش افزوده است.
مقدمه
تولید جهانی آب پنیر، یک محصول جانبی صنعت لبنی، سالانه حدود 180-190 × 106 تن در سال تخمین زده می شود (Baldasso et al.، 2011). آب پنیر در ابتدا شامل 94-95٪ آب، ماده خشک 5-6٪، 3/8-4.3٪ لاکتوز، 0.8-1.0٪ کل پروتئین، 0.6-0.65٪ پروتئین آب پنیر و 0.5-0.7٪ مواد معدنی (Tsakali و همکاران، 2010) . انتشار این آب پنیر به محیط زیست منجر به خسارت ساختار خاک می شود و در نتیجه باعث کاهش تولید محصول می شود و همچنین اکسیژن محلول از آب را تخریب می کند و در نتیجه باعث اختلال در زندگی آبزیان می شود (Shukla and Wierzbicki 1975؛ Becerra and Gonzalez Siso 1996). با توجه به تهدید جدی محیط زیست در ارتباط با تخریب آب پنیر، تولید شده به عنوان ضایعات لبنی، برای پیشگیری از استفاده از روش های جدیدتر یا استفاده از پیشگیری از آن، ضروری است.
Year: 2016
Publisher: SPRINGER
By : Pratyoosh Shukla
File Information: English Language/ 290 Page / size: 6.10 MB
Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart
سال : 1395
ناشر : SPRINGER
کاری از : Pratyoosh Shukla
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 290 صفحه / حجم : MB 6.10
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.