Методологический подход к определению последовательности ферментов для фрагментации полигликанового комплекса растительной ткани
Authors: Кондратенко Владимир Владимирович , Кондратенко Татьяна Юрьевна 
Published: April 2023

Введение. Максимальная ступенчатая ферментативная декомпозиция биополимерного комплекса матрикса клеточных стенок потенциально позволяет получать комплекс компонентов, обладающих ценными физико-химическими свойствами, находящими широкое применение в пищевой промышленности и медицине. Одновременно достигается цель глубокой переработки и максимальной конверсии сырья. Оптимальная форма активных агентов – гомоферментный препарат с максимально узким спектром целевых активностей. Однако в большинстве случаев доже гомоферментные препараты обладают побочными активностями. В результате свойства конечных продуктов, получаемых с использованием данных ферментных препаратов могут отличаться от требуемых.

Цель. Разработка методологического подхода пассивной инактивации нецелевых активностей ферментных препаратов посредством определения рациональной последовательности их применения.Материалы и методы. Объектом исследования была совокупность данных о спектре и величине целевых активностей комплексных и гомоферментных препаратов, имеющих потенциал использования для выделения полигликанов из матрикса клеточных стенок при последовательной обработке свекловичного жома. В работе использован исключающий итеративный комбинаторный подход, основанный на комплексном анализе целевых характеристик каждого ферментных препаратов с целью выявления критериев, позволяющих однозначно ранжировать варианты при каждой итерации, исключая при этом те, которые не удовлетворяют заданным условиям. Результаты. Совокупность ферментных препаратов рассмотрена как абстрактное множество, целевые и паразитные активности которого сгруппированы в соответствии с компонентным составом матрикса клеточных стенок. На основании этого для всего рассматриваемого пула ферментных препаратов сформирована матрица активностей. В качестве критериев определены количество строк с ненулевым значением в пределах каждой целевой активности и количество столбцов с ненулевым значением в пределах каждого элемента множества ферментных препаратов. На основании анализа численных значений критериев в пределах каждой итерации каждому из них присвоен ранг. Заданы граничные условия. Алгоритм реализации методологического подхода имеет итеративную форму с применением комбинаторных методов. Подход апробирован на комплексе ферментных препаратов для декомпозиции жома сахарной свёклы. Выводы. В результате проведённых исследований были разработаны система критериев, методологический подход и алгоритм определения последовательности применения гомоферментных препаратов для ступенчатого извлечения биологически активных компонентов полигликанового комплекса растительного сырья, основанные на пассивной инактивации нецелевых активностей. Предположительно, разработанные критерии, методологический подход и алгоритм его реализации, универсальны и применимы для анализа комплексов гомоферментных препаратов для их использования с целью глубокой переработки. Разработанный методологический подход является неотъемлемой составляющей дерева принятия решений для разработки технологий промышленного производства растительных полигликанов с гарантированными физико-химическими характеристиками.