Биологические науки/9. Биохимия и биофизика

Д.т.н. Черно Н.К., к.х.н. Озолина С.А., Тирон-Воробьева Н.Б.

Одесская национальная академия пищевых технологий, Украина

Диетические добавки с лизоцимной активностью на основе растительного сырья

Лизоцим – фермент, широко распространенный в живой природе. В последние годы он находит всё большее применение как антимикробное средство, способное усиливать действие антибиотиков, а в ряде случаев и замещать их. Препараты на основе лизоцима производят в ряде стран мира (Япония, Китай, Босния и Герцеговина и др.). Для этой цели применяется фермент, выделенный из белка куриных яиц, однако его использование в ряде случаев может вызывать аллергические реакции, особенно у детей. Альтернативой ему может служить лизоцим растительного происхождения, однако сведения о его промышленном производстве в литературе отсутствуют. Известно, что в состав некоторых препаратов включают непосредственно растительные объекты, богатые лизоцимом, например, латекс папайи [1].

Таким образом, актуальной является разработка способов получения диетических добавок с лизоцимной активностью на основе растительного сырья.

Проведенный скрининг растений, произрастающих на территории Украины, показал, что наибольшей лизоцимной активностью характеризуются представители семейства Brassicaceae. В частности, в качестве сырья рассматривали капусту белокочанную (Brassica oleracea). Лизоцим извлекали из соковой части растения путем осаждения его в виде нерастворимых комплексов с катионным или анионным полисахаридами. Изучено влияние на количество осаждаемого лизоцима (в % от его количества в соке) таких факторов, как природа полисахарида, его концентрация в растворе, объемное соотношение жидких фаз, продолжительность их контакта, а также рН реакционной смеси.

Определены оптимальные условия проведения процесса. Использование раствора пектина позволяет извлечь из сока 65,4 % от общего количества содержавшегося в нем лизоцима, для хитозана эта величина достигает 93,0 %.

В составе полученных комплексов преобладают белковые вещества, на долю полисахаридов приходится менее 40 %. Данные электрофоретических исследований свидетельствуют о преимущественном осаждении низкомолекулярных белковых соединений.

Результаты исследования природы связей между биополимерами методом дифференциальной ИК-спектроскопии позволяют считать, что электростатическое взаимодействие между противоположно заряженными функциональными группами полимеров белковой и углеводной природы является доминантным. Меньший вклад вносят водородные связи.

По своим физико-химическим характеристикам лизоцим в составе комплексов имеет ряд преимуществ в сопоставлении с интактным ферментом. Так, наблюдается расширение рН-, и термооптимумов (рис. 1, рис. 2), повышение термостабильности (рис. 3-4). При значении рН=6,5 (рН-оптимум интактного фермента) в исследуемом интервале температур (37…100 °С) комплексы «лизоцим-хитозан» (№ 1) и «лизоцим-пектин» (№ 2) более термоустойчивы, нежели свободный лизоцим (рис. 3, 4).

Рис. 1. Влияние рН на ЛА комплексов (t = (37±1)  С): 1 –№ 1; 2 – № 2, 3 – интактный лизоцим.	Рис. 2. Зависимость ЛА комплексов от температуры: 1 – № 1; 2 – № 2, 3 – интактный лизоцим.
Рис. 3. Термостабильность комплекса № 2 (рН = 6,5):1 – t = (37±2) ºС; 2 – t = (60±2) ºС; 3 – (80±2) ºС; 4 – (100±2) ºС, 5,6,7,8 – интактный лизоцим.	Рис. 4. Термостабильность комплекса № 1 (рН = 6,5):1 – t = (37±2) ºС; 2 – t = (60±2) ºС; 3 – (80±2) ºС; 4 – (100±2) ºС, 5,6,7,8 – интактный лизоцим.

Дана характеристика антибактериальной активности комплексов «лизоцим-пектин» и «лизоцим-хитозан» в сравнении с лизоцимом белка куриных яиц. Отмечено их бактериостатическое действие в отношении Гр⁻– отрицательных бактерий (Echerichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonаs aeruginosa).

По отношению к Salmonella enteritidis и Planococcus citreus комплекс на основе хитозана более эффективен, нежели лизоцим белка куриных яиц.

Таким образом, целесообразным является получение комплексов с лизоцимной активностью на основе Brassica oleracea. В их составе концентрируется 65,4-93,0 % лизоцима, содержащегося в соке растения. При этом повышаются физико-химические характеристики фермента, что особенно наглядно видно в случае применения хитозана. Подтверждена антибактериальная активность полученных препаратов.

Литература:

1. Dorofeichook, V. G. Lysozyme – theoretical and practical aspects [Text] / V. G. Dorofeichook, S.A. Shez // American – Russian medical society. – The second international conference of Russian speaking medical doctors, stomatologists and biologists. New York City, USA. – 1998. – P. 45.