Glikobiotechnologia

Glikobiotechnologia umożliwia także syntezę innych cukrowców o działaniu funkcjonalnym, np. odpornych na działanie ludzkich enzymów trawiennych i pełniących rolę błonnika pokarmowego. Ich spożycie przeciwdziała schorze-niom jelit i układu krążenia, obniżając poziom cholesterolu. Obróbka przemysłowa surowców roślinnych wymaga w wielu przypadkach degradacji poszczególnych frakcji błonnika pokarmowego, obniżających wydajność przerobu (np. celuloza i hemicelulozy ścian komórkowych) lub utrudniających przebieg filtracji (rozpuszczalne ksylany, pektyny). Z tego względu naturalne frakcje błonnika uzupełniane są polimerami, najczęściej glukozy, uzyskanymi na drodze enzymatycznej syntezy, albo na drodze konwersji skrobi, poddawanej działaniu zmody- flkowanych enzymów amylolitycznych. Obserwuje się też rozwój technologii wy-korzystujących preparaty enzymatyczne o dużej selektywności, wytwarzane przez GMO, modyfikujące wybrane frakcje błonnika, lecz ich nie depolimeryzujące. Jednym z przykładów takiej modyfikacji jest selektywna depolimeryzacja rozgałęzionych fragmentów pektyn, omówiona w następnym rozdziale.

Modyfikacja struktury pektyn z zastosowaniem transgenicznych enzymów, to trwalsze i smaczniejsze soki owocowe. Pektyna jest jednym z podstawowych polimerów strukturalnych ścian ko-mórkowych roślin. Wraz z celulozą, hemicelulozami i ligniną tworzy kompleksy o wysokiej trwałości mechanicznej. Pektyna nie ulega działaniu ludzkich enzy-mów trawiennych i z tego względu zaliczana jest do tzw. błonnika pokarmowe-go (frakcja rozpuszczalna w wodzie). Głównym składnikiem pektyny jest liniowy polimer kwasu galakturonowego (poligalakturonian), częściowo zestryfikowany metanolem. Pektyna zawiera oprócz niego znaczne ilości cukrów obojętnych (ramnoza, galaktoza, arabinoza i ksyloza), w większości zlokalizowanych w rozgałęzionych fragmentach swoich cząsteczek, które przeplatają się z liniowymi fragmentami poligalakturonianu. Szeroko stosowane w przemyśle owocowo-warzywnym preparaty enzymów pektynolitycznych, produkowane do niedawna na bazie grzybów nitkowatych, wyizolowanych ze środowisk naturalnych i często dodatkowo udoskonalonych z zastosowaniem konwencjonalnych metod muta- genizacji (UV, związki chemiczne), zawierały na ogół mieszaninę enzymów rozkładających wyłącznie liniowe fragmenty pektyn. Do enzymów tych należała wspomniana już pektynoesteraza, której zawsze towarzyszyły enzymy depolimeryzujące, powodujące daleko posuniętą degradację pektyny. Enzymy te uwalniały także rozgałęzione fragmenty pektyny, utrudniające ultrafiltrację i powodujące powstawanie niestabilnego zmętnienia podczas przechowywania soku. Z tego względu podjęto produkcję enzymów wybiórczo degradujących poszczególne składniki regionów rozgałęzionych pektyny, opartą głównie na drobnoustrojach zmodyfikowanych genetycznie. GMO zastosowano również do produkcji klasycznych enzymów pektynolitycznych, gdyż uzyskano dzięki nim wyższą aktywność, stabilność i precyzję działania biokatalizatorów w warunkach optymalnych z tech-nologicznego punktu widzenia. Do enzymów selektywnie degradujących roz-gałęzione fragmenty pektyny należą m.in. mało rozpowszechnione pleśniowe ram- nogalakturonazy i acetyloesteraza.

W szczegółowo przeprowadzonych badaniach wykazano jednak, że rozga-łęzione fragmenty, uwolnione z cząsteczek pektyny przez oba wymienione enzymy utrudniają ultrafiltrację i z tego względu preparaty enzymatyczne powinny dodatkowo zawierać egzohydrolazy, rozkładające do monomerów początkowe produkty depolimeryzacji. Zastosowanie mieszaniny enzymów wybiórczo roz- kładających rozgałęzione fragmenty pektyny i otrzymanych z zastosowaniem technik manipulacji DNA, umożliwiło produkcję soków warzywno-owocowych, zawierających pektynę w formie stabilnej, nie tworzącej osadu zawiesiny. Soki takie charakteryzują się zarówno wysokimi walorami sensorycznymi, jak i zawierają cenny nutraceutyk.

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>