Kinetic analysis of the enzymatic hydrolysis of fish muscle tissue protein | Кинетический анализ процесса ферментативного гидролиза белков мышечной ткани рыбы

English. The results of the experimental-theoretical studies of the kinetic protein enzymatic hydrolysis for the enzyme-substrate systems (ESS) containing enzyme Protosubtilin G3x of 0.01 and 0.05 mg/g are given. Minced fillet of Gobius melanostomus containing 40-60 mg/g protein was subjected to hydrolysis. The process was realized at t 50 deg C for 225 minutes, with constant stirring, without pH adjustment. Hydrolysis for both enzyme concentrations in the considered time interval has the character of the fading process of the retention of nitrogen of watersoluble thermally stable compounds in the hydrolyzate. The damping cause can be due to specific substrate exhausting or competitive displacement of macromolecular proteins – substrate by reaction products. To determine the cause of the decay the experimental curves, presented in the integrated Michaelis – Menten equation, were converted into Walker – Schmidt coordinates. From the transformed integral form, the values of enzymatic hydrolysis effective constants were calculated. For the ESS with a low enzyme content the effective constants are negative that indicates the competition for the active sites of the enzyme between the macromolecular protein substrates and the products of their hydrolysis. For the ESS with a high enzyme content such regularities are not revealed. The possibility of kinetic analysis method application for the preliminary assessment of the character and depth of the protein enzymatic hydrolysis is stated. The revealed regularities give grounds to assert that for obtaining the hydrolyzate of the forecasting content the process should be carried out at a lower dose of the enzyme. Nitrogenous substances of the hydrolyzate will be generally presented with heavy peptides.

Russian. Проведены экспериментально-теоретические исследования кинетики ферментативного гидролиза белков для фермент-субстратных систем (ФСС) с содержанием ферментного препарата (ФП) протосубтилин Г3Х в 0,01 и 0,05 мг/г. Объектом гидролиза служило измельченное филе азовского бычка (Gobius melanostomus) с содержанием белков 40-60 мг/г. Процесс проводили при t 50 град. С в течение 225 мин, при постоянном перемешивании, без регулирования pH. Для обеих концентраций фермента в рассматриваемом временном интервале гидролиз носит характер затухающего процесса по накоплению в гидролизате азота водорастворимых термоустойчивых соединений. Причиной затухания может быть исчерпание специфичного субстрата или конкурентное замещение высокомолекулярных белков-субстратов продуктами реакции. Для определения причины затухания экспериментальные кривые, представленные в виде интегральной формы уравнения Михаэлиса – Ментен, были преобразованы в координатах Вокера – Шмидта. Из преобразованной интегральной формы рассчитаны значения эффективных констант ферментолиза. Для ФСС с низким содержанием ФП эффективные константы ферментолиза имеют отрицательные значения, что говорит о наличии конкуренции за активные центры фермента между высокомолекулярными белками-субстратами и продуктами их гидролиза. Для ФСС с высоким содержанием ФП такой закономерности не выявлено. Установлена возможность применения метода кинетического анализа для предварительной оценки характера и глубины ферментативного гидролиза белков. Выявленные закономерности дают основание утверждать, что для получения гидролизата прогнозируемого состава процесс необходимо проводить при пониженной дозе ФП. Азотистые вещества данного гидролизата будут представлены в основном тяжелыми пептидами.