1 РАЗРАБОТАН Ассоциацией "Технологическая платформа БиоТех2030" (Ассоциация "ТП БиоТех2030")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 326 "Биотехнологии"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 декабря 2023 г. N 1527-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Настоящий стандарт распространяется на ферментные препараты для пищевой промышленности и устанавливает метод количественного определения ферментативной активности ферментных препаратов и ферментсодержащих смесей.

Допускается применение настоящего стандарта для определения маннаназной активности ферментных препаратов для комбикормовой промышленности и товаров бытовой химии.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 61 Реактивы. Кислота уксусная. Технические условия

ГОСТ 199 Реактивы. Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия

ГОСТ 618 Фольга алюминиевая для технических целей. Технические условия

ГОСТ 1770 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 4328 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 5845 Реактивы. Калий-натрий виннокислый 4-водный. Технические условия

ГОСТ 6552 Реактивы. Кислота ортофосфорная. Технические условия

ГОСТ 6995 Реактивы. Метанол-яд. Технические условия

ГОСТ 9147 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 12026 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 16317 Приборы холодильные электрические бытовые. Общие технические условия

ГОСТ 20298 Смолы ионообменные. Катиониты. Технические условия

ГОСТ 20301 Смолы ионообменные. Аниониты. Технические условия

ГОСТ 20903 Кюветы прямоугольные кварцевые для спектрофотометров. Основные размеры. Технические требования

ГОСТ 25336 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 28311 Дозаторы медицинские лабораторные. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 29169 (ИСО 648-77) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной отметкой

ГОСТ 33674 Кровь и продукты ее переработки. Технические условия

ГОСТ OIML R 76-1 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

ГОСТ Р 57248 Препараты ферментные. Правила приемки и методы отбора проб

ГОСТ Р 58144 Вода дистиллированная. Технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 гидролиз: Расщепление исходного соединения на более простые в присутствии молекул воды.

3.2 фермент: Биокатализатор белковой природы, ускоряющий химические реакции.

3.3 маннаназа: Фермент, разрушающий связь в полисахаридах маннаны; код фермента EC 3.2.1.25.

3.4 супернатант: Надосадочная жидкость (жидкая фаза), остающаяся после осаждения нерастворимого материала.

При выполнении измерений соблюдают следующие условия: температура воздуха (20 +/- 5) °C, относительная влажность не более 80% (условия измерений должны соответствовать требованиям, изложенным в паспортах или иных документах на используемое оборудование и материалы).

Метод основан на количественном определении восстанавливающих сахаров, образующихся при гидролизе субстрата до восстанавливающих сахаров и маннозы.

Содержание восстанавливающих сахаров определяют колориметрически по методу Миллера с динитросалициловой кислотой (ДНСК) при длине волны 546 нм и рассчитывают по калибровочному графику, построенному для маннозы.

Диапазон измерения активности должен быть в пределах от 0,9 до 10,8 ед/см³.

6.1 Весы аналитические 1-го класса точности, с пределами допускаемой абсолютной погрешности +/- 0,2 мг по ГОСТ OIML R 76-1.

6.2 Спектрофотометр, обеспечивающий измерения в диапазоне длин волн 190 - 1100 нм с погрешностью измерения коэффициента пропускания не более 1% (не более 0,01 единицы оптической плотности).

6.3 Центрифуга, позволяющая подвергать центрифугированию образец со скоростью не менее 7000 об/мин.

6.4 Мельница лабораторная, обеспечивающая размалывание исследуемого образца ферментного препарата до полного прохода пробы через сито.

6.5 Сито с диаметром отверстий 1,0 мм из металлической проволочной сетки.

6.6 Ионометр любого типа для измерения в диапазоне от 0 до 14 pH с пределом допускаемой погрешности в эксплуатации +/- 0,1 единиц pH.

6.7 Мешалка магнитная с подогревом любой марки, которая обеспечивает скорость вращения до 800 об/мин.

6.8 Баня водяная любого типа, которая обеспечивает поддержание температуры (100 +/- 1) °C.

6.9 Таймер любого типа с погрешностью +/- 30 с.

6.10 Секундомер с емкостью шкалы счетчика 1 мин, ценой деления 1 с и погрешностью +/- 1,5 с.

6.11 Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026.

6.12 Фольга алюминиевая по ГОСТ 618.

6.13 Холодильник электрический бытовой по ГОСТ 16317.

6.14 Дозаторы пипеточные одноканальные переменного объема 1 - 100, 20 - 200, 100 - 1000 мм³ по ГОСТ 28311.

6.15 Ступка фарфоровая с пестиком по ГОСТ 9147.

6.16 Стакан фарфоровый N 4 номинальной вместимостью 250 см³ по ГОСТ 9147.

6.17 Колбы мерные 1(2)-100, 1000-2 по ГОСТ 1770.

6.18 Колбы конические Кн-2-100-18 ТХС по ГОСТ 25336.

6.19 Воронки ВФ-1(2)-60-ПОР 500 ТХС по ГОСТ 25336.

6.20 Пробирки П1-14-120 ХС или П1-16-150 ХС по ГОСТ 25336.

6.21 Пипетки 1-го и 2-го классов точности 2-1(5, 50) по ГОСТ 29169.

6.22 Цилиндры мерные 3-25(100)-1 по ГОСТ 1770.

6.23 Стакан В-1-150 (100) (250) ТХС по ГОСТ 25336.

6.24 Микропробирки пластиковые вместимостью 1,5; 2,0 см³.

6.25 Палочки стеклянные оплавленные.

6.26 Пробирки П3-5(25, 50) ХС по ГОСТ 25336.

6.27 Наконечники пластиковые одноразовые нестерильные для дозаторов объемом 200 и 1000 мм³.

6.28 Кюветы кварцевые для спектрофотометра по ГОСТ 20903.

6.29 Емкость полиэтиленовая вместимостью 1 дм³.

6.30 Кислота 3,5-Динитросалициловая (ДНСК) с массовой долей основного вещества не ниже 98%.

6.31 Гуаровая камедь или камедь рожкового дерева с массовой долей основного вещества не ниже 98%.

6.32 Краситель Кумасси G-250 (Кумасси бриллиантовый синий R-250).

6.33 Метанол, ч.д.а. по ГОСТ 6995.

6.34 Кислота ортофосфорная, х.ч. по ГОСТ 6552.

6.35 Бычий сывороточный альбумин (БСА) по ГОСТ 33674.

6.36 Вода дистиллированная по ГОСТ Р 58144.

6.37 Вода деионизированная (дистиллированная вода по ГОСТ Р 58144, пропущенная через колонку с ионообменными смолами по ГОСТ 20298 и ГОСТ 20301 или через установку деионизированной воды).

6.38 Гидроокись натрия, ч.д.а. по ГОСТ 4328.

6.39 Ацетат натрия (натрий уксуснокислый 3-водный), ч.д.а. по ГОСТ 199.

6.40 Кислота уксусная, х.ч. по ГОСТ 61.

6.41 Манноза с массовой долей основного вещества не ниже 98%.

6.42 Калий-натрий виннокислый 4-водный, ч.д.а. по ГОСТ 5845.

Допускается применение других средств измерений, вспомогательного оборудования и посуды, не уступающих вышеуказанным по метрологическим и техническим характеристикам и обеспечивающих необходимую точность измерения, а также реактивов и материалов, по качеству не ниже указанных.

Отбор проб проводят по ГОСТ Р 57248.

Для определения ферментативной активности в мерную колбу вместимостью 100 см³ (см. 6.17) вносят навеску сухой пробы массой (0,10 +/- 0,01) г, суспендируют в небольшом количестве деионизированной воды (до 50 см³) на магнитной мешалке в течение 15 мин и доводят объем деионизированной водой до метки. Полученную суспензию центрифугируют при частоте вращения 7000 мин^-1 в течение 15 мин. Для анализа используют надосадочную жидкость.

Для жидких продуктов пробоподготовка не требуется.

7.3 Приготовление раствора гидроокиси натрия молярной концентрации c (NaOH) = 2 моль/дм³

В фарфоровый стакан вместимостью 250 см³ (см. 6.16) помещают (80,00 +/- 0,02) г гидроокиси натрия (см. 6.38) и растворяют в 250 см³ дистиллированной воды (см. 6.36). После остывания количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³ (см. 6.17), доводят объем до метки дистиллированной водой (см. 6.36).

Срок хранения раствора в полиэтиленовой емкости (см. 6.29) - не более 6 мес.

В коническую колбу вместимостью 100 см³ (см. 6.18) помещают (1,000 +/- 0,001) г ДНСК (см. 6.30). Колбу с навеской помещают на магнитную мешалку (см. 6.7), вносят 20 см³ раствора гидроокиси натрия молярной концентрации c (NaOH) = 2 моль/дм³ (см. 7.3) и 50 см³ деионизированной воды (см. 6.37), закрывают колбу фольгой (см. 6.12), перемешивают до полного растворения ДНСК.

Порционно вносят 30,00 г виннокислого калия-натрия (см. 6.42). Раствор должен быть прозрачным. После полного растворения виннокислого калия-натрия раствор количественно переносят в мерный цилиндр вместимостью 100 см³ (см. 6.22) с помощью стеклянной воронки (см. 6.19) и доводят деионизированной водой (см. 6.37) до метки. Затем переносят в другую чистую коническую колбу (см. 6.18) вместимостью 100 см³. Переносить необходимо аккуратно, не касаясь края колбы.

Раствор хранят при комнатной температуре без доступа света в течение месяца. При наличии осадка, перед использованием реактива проводят его фильтрацию через бумажный фильтр (см. 6.11) для удаления осадка.

7.5 Приготовление раствора ацетата натрия молярной концентрации c (CH₃COONa) = 1 моль/дм³

В мерную колбу вместимостью 1 дм³ (см. 6.17) помещают (82,00 +/- 0,02) г безводного ацетата натрия или (136,00 +/- 0,02 г) трехводного ацетата натрия (см. 6.39), добавляют в 200 - 300 см³ деионизированной воды (см. 6.37), перемешивают до полного растворения, затем доводят объем до метки деионизированной водой (см. 6.37).

7.6 Приготовление натрий-ацетатного буферного раствора молярной концентрации 0,05 моль/дм³ pH 5,50

В химический стакан вместимостью 100 - 150 см³ (см. 6.23) пипеткой вместимостью 5 см³ (см. 6.21) вносят 5 см³ раствора ацетата натрия молярной концентрации c (CH₃COONa) = 1 моль/дм³ (см. 7.5), добавляют 80 см³ деионизированной воды (см. 6.37) и доводят pH (5,50 +/- 0,01). Значения pH корректируются концентрированной уксусной кислотой (см. 6.40) и раствором гидроокиси натрия с массовой концентрацией 2 моль/дм³ (см. 7.3). После установления необходимого pH раствор доводят до метки деионизированной водой в мерной колбе вместимостью 100 см³ (см. 6.37).

Раствор хранят в холодильнике в течение месяца.

В химический стакан вместимостью 100 - 150 см³ (см. 6.23) помещают 1,00 г субстрата (гуаровая камедь, камедь рожкового дерева) (см. 6.31) с точностью 0,02 г, вносят 100 см³ буферного раствора pH 5,50 (см. 7.6), нагревают при постоянном перемешивании сначала на магнитной мешалке (см. 6.7) при температуре 50 °C - 70 °C, далее помещают на водяную баню (см. 6.8) с температурой (70 +/- 5) °C на 16 - 24 ч (см. 6.10).

Раствор хранят в холодильнике в течение месяца.

7.8.1 Приготовление основного градуировочного раствора маннозы молярной (массовой) концентрации 0,1 моль/дм³ (18 мг/см³)

В мерную колбу вместимостью 100 см³ (см. 6.17) помещают (1,8000 +/- 0,0001) г маннозы (см. 6.41), вносят 100 см³ буферного раствора (с оптимальным для фермента значением pH 5,5) (см. 7.6) и перемешивают.

Растворы хранят в холодильнике в течение месяца.

Из основного градуировочного раствора маннозы (см. 7.8.1) готовят серию разведений в соответствии с таблицей 1.

Для построения градуировочной зависимости в пробирки вместимостью 5 см³ (см. 6.26) вносят дозатором (см. 6.14) 0,2 см³ деионизированной воды (см. 6.37), 0,1 см³ градуировочного раствора маннозы (см. 7.8.2), добавляют 0,2 см³ буферного раствора (см. 7.6) и 0,3 см³ раствора ДНСК массовой доли 1% (см. 7.4), нагревают на водяной бане (см. 6.8) 10 мин при температуре 98 °C. Затем добавляют 0,6 см³ дистиллированной воды (см. 6.36), перемешивают и помещают полученный раствор в кювету для измерения оптической плотности (см. 6.28). Измеряют поглощение при 546 нм против воздуха.

По среднеарифметическим значениям оптической плотности трех измерений стандартных растворов маннозы строят градуировочный график: по оси X - табличные значения молярной концентрации маннозы в ммоль/дм³, по оси Y - значение оптической плотности. Находят уравнение зависимости X от Y (линия тренда).

Контрольный раствор готовят параллельно с проведением измерения градуировочных растворов.

В микропробирки вместимостью 1,5 или 2,0 см³ (см. 6.24) вносят дозатором 0,2 см³ деионизированной воды (см. 6.37), 0,2 см³ буферного раствора (см. 7.6), добавляют 0,1 см³ раствора субстрата (см. 7.7) и 0,3 см³ раствора ДНСК массовой доли 1% (см. 7.4), перемешивают и выдерживают на водяной бане (см. 6.8) при температуре 98 °C в течение 10 мин. Добавляют 0,6 см³ дистиллированной воды (см. 6.36), перемешивают и помещают полученный раствор в кювету (см. 6.28) для измерения оптической плотности. Измеряют поглощение при 546 нм против воздуха. Записывают значение оптической плотности контрольной пробы OD_конт.

Метод определения белка по Бредфорду основан на смещении максимума поглощения оптической плотности от 470 до 595 нм, наблюдаемой вследствие связывания белка с красителем Кумасси G-250. Краситель наиболее активно связывается с остатками аргинина и лизина белка.

В химический стакан вместимостью 150 - 250 см³ помещают (0,0500 +/- 0,0005) г красителя Кумасси G-250 (см. 6.32), пипеткой вместимостью 50 см³ (см. 6.21) вносят 50 см³ метанола (см. 6.33) и растворяют. Затем к этому раствору аккуратно, при постоянном перемешивании добавляют 100 см³ ортофосфорной кислоты (см. 6.34). При добавлении кислоты окраска раствора из синего должна перейти в коричневый.

В мерный цилиндр вместимостью 100 см³ (см. 6.22) вносят 20 см³ основного раствора Кумасси G-250 (см. 8.2) и доводят до метки дистиллированной водой (80 см³) (см. 6.36).

Полученный светло-коричневый раствор фильтруют через бумажный фильтр (см. 6.11).

Приготовление раствора 1. Взвешивают (0,2000 +/- 0,0005) г БСА (см. 6.35), переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ (см. 6.17), добавляют 50 - 60 см³ дистиллированной воды (см. 6.36), перемешивают до полного растворения, затем доводят объем до метки дистиллированной водой (концентрация раствора 2 мг/см³).

В микропробирки (см. 6.24) дозатором (см. 6.14) вносят:

- раствор 2 (1,33 мг/см³): 1000 мм³ раствора 1 + 500 мм³ дистиллированной воды;

- раствор 3 (0,89 мг/см³): 1000 мм³ раствора 2 + 500 мм³ дистиллированной воды;

- раствор 4 (0,59 мг/см³): 1000 мм³ раствора 3 + 500 мм³ дистиллированной воды;

- раствор 5 (0,39 мг/см³): 1000 мм³ раствора 4 + 500 мм³ дистиллированной воды;

- раствор 6 (0,26 мг/см³): 1000 мм³ раствора 5 + 500 мм³ дистиллированной воды;

- раствор 7 (0,17 мг/см³): 1000 мм³ раствора 6 + 500 мм³ дистиллированной воды.

Градуировочный график строят по БСА.

От каждого раствора (см. 8.4) отбирают в чистые сухие стеклянные пробирки (см. 6.20) по 100 мм³ аликвоты, для холостой пробы берут 100 мм³ дистиллированной воды (см. 6.36). В каждую из пробирок пипеткой (см. 6.21) добавляют 5 см³ рабочего раствора Кумасси G-250 (см. 8.3).

Переворачивают пробирки три-четыре раза для перемешивания и оставляют на 25 мин (см. 6.10) для развития окраски. Время необходимо засекать с момента добавления красителя в первую пробирку (начинают с холостой), располагают пробирки по мере увеличения концентрации БСА.

После истечения 25 мин строят градуировочный график при длине волны 595 нм на спектрофотометре (см. 6.2) с учетом холостой пробы. На оси абсцисс X откладывают значения концентрации БСА, мг/см³, на оси ординат Y - соответствующее значение оптической плотности. Градуировочный график при смене партии реактивов или замене прибора строят заново.

В чистые сухие пробирки дозатором (см. 6.14) вносят 100 мм³ пробы, для холостой пробы - 100 мм³ дистиллированной воды (см. 6.36). Далее в каждую из пробирок пипеткой (см. 6.21) добавляют 5 см³ рабочего раствора Кумасси G-250 (см. 8.3); переворачивают пробирки три-четыре раза для перемешивания и оставляют на 25 мин (см. 6.10) для развития окраски.

После истечения 25 мин измеряют оптическую плотность растворов на спектрофотометре при длине волны 595 нм (см. 6.2) с учетом холостой пробы.

Результаты измерения (мг/см³) автоматически будут выведены в программе. Если полученное значение превышает допустимый предел 2 мг/см³, пробу необходимо разбавить [например, к 100 мм³ раствора пробы (см. 7.2) добавить 300 мм³ дистиллированной воды (см. 6.36), т.е. провести разбавление в четыре раза], а полученный после результат умножают в соответствии с разбавлением.

В одну микропробирку вместимостью 1,5; 2,0 см³ (см. 6.24) вносят дозатором (см. 6.14) 0,2 см³ субстрата массовой доли 1% (см. 7.7), добавляют 0,1 см³ раствора образца (см. 7.2), перемешивают и помещают на водяную баню (см. 6.8) при температуре 60 °C на 10 - 30 мин (см. 6.9).

После термостатирования в пробирку добавляют 0,3 см³ раствора ДНСК массовой доли 1% (см. 7.4), перемешивают и выдерживают на водяной бане (см. 6.8) при температуре 98 °C в течение 10 мин (см. 6.9). Добавляют 0,6 см³ деионизированной воды (см. 6.37), перемешивают и помещают полученный раствор в кювету для измерения оптической плотности (см. 6.28). Измеряют поглощение при 546 нм против воздуха. Записывают значение оптической плотности опытной пробы OD_опыт.

Значения оптической плотности должны попадать в диапазон калибровочной кривой от 0,15 до 0,7 оптических единиц.

Разность оптических плотностей опытной и контрольной проб вычисляют по формуле

где OD_опыт - оптическая плотность опытной пробы;

OD_конт - оптическая плотность контрольной пробы.

Далее по калибровочному графику определяют соответствующее значение концентрации маннозы C, мкмоль/см³.

Активность фермента A, мкмоль/(мин·г) [мкмоль/(мин·см³)], вычисляют по формуле

где N - объем общего разведения ферментного препарата, см³;

m - масса навески ферментного препарата, г;

t - время реакции, мин.

9.3 Удельную активность фермента A_уд, мкмоль/(мин·г) [мкмоль/(мин·см³)], вычисляют по формуле

где A - активность фермента, мкмоль/(мин·г) [мкмоль/(мин·см³)];

C_б - концентрация белка, добавленного в реакционную смесь, измеренная по 7.11, мг/см³.

Результаты измерений, полученные в условиях воспроизводимости, признаются удовлетворительными, если выполняется условие приемлемости

где X₁ и X₂ - результаты двух определений, выполненных в двух разных лабораториях, мг/см³;

R - предел воспроизводимости, равный 10%;

- среднеарифметическое значение двух определений, выполненных в двух разных лабораториях, мг/см³.