Dependence of destruction degree in protein substances of microbe biomass on composition of proteolytic complex | Зависимость степени деструкции белковых веществ микробной биомассы от состава протеолитического комплекса

Russian. В условиях дефицита пищевого белка микробная биомасса может рассматриваться как источник полноценного белка с высоким скором незаменимых аминокислот. С использованием подобранных ферментативных систем (ФС) целевого назначения проведена биокаталитическая деструкция субклеточных структур дрожжевой биомассы Saccharomyces cerevisiaе. Для деструкции полисахаридов клеточных стенок применяли ферменты бета-глюканазного действия. С целью гидролиза белков использовали ферментную систему (ФС-I) - бактериальные протеазы и ФС-2- комплекс протеаз грибного происхождения. Гидролиз белковых веществ дрожжевой биомассы осуществляли в течение 4 ч при t 50 град. С, в отдельных вариантах – еще 8 ч при t 35 град. С. Концентрация аминного азота в ферментолизате дрожжевой биомассы, полученном при использовании ФС-2, была в 4,5 раза выше, чем в варианте с ФС-1, несмотря на то, что дозировки протеинолитических ферментов были одинаковы в обоих вариантах. Это свидетельствует о более глубокой степени деструкции белковых полимеров дрожжевой клетки при использования комплекса протеаз грибного происхождения. Установлено, что образец, полученный после воздействия ФС-1 в течение 12 ч, содержал 33% пептидов с молекулярной массой (ММ) 500 - 1000 Да, 29% - пептидов с ММ более 1000 Да, 13% - с ММ менее 300 Да. При использовании ФС-2 содержание свободных аминокислот ММ не выше 300 Да составило 89%, низкомолекулярных пептидов с ММ 300-500 Да - 11% от общей массы веществ белковой природы. Использование ФС-2 в течение 12 ч позволило повысить степень гидролиза дрожжевого белка и увеличить количество свободных аминокислот в 3,5 раза, количество низкомолекулярных пептидов с ММ не выше 300 Да - в 6,8 раз. Исследования подтверждают высокую эффективность пептидаз ФС-2, а также возможность регулирования ферментативного гидролиза дрожжевой биомассы с получением ферментолизатов заданного состава.

English. Taking into account deficiency of dietary protein, the microbial biomass can be considered as a source of complete protein with high score of essential amino acids. Using selected enzymatic systems (ES), degradation of Saccharomyces cerevisiaе biomass subcellular structures was carried out. For the cell wall polysaccharides destruction beta-glucanases were used. ES-1 comprising bacterial proteases and ES-2 - the fungal proteases complex, were used for protein hydrolysis. Hydrolysis was conducted at 50 deg С for 4 h; in some embodiments, additionally, at 35 deg С for 8 h. of yeast biomass differed in amino nitrogen content. Amino nitrogen concentration in the enzymatic hydrolysate obtained using ES-2 was 4.5 times higher, than when using ES-1 at the same dosage. This indicates a more profound degree of yeast cells protein degradation when using fungal proteolytic complex. Hydrolysate obtained after yeast biomass treatment with ES-1 for 12 h contained 33% of peptides having a molecular weight (MW) of 500-1000 Da, 29% of peptides with a MW of 1000 Da, 13% of amino acids with MW less than 300 Da. When using ES-2, content of free amino acids with MW less than 300 Da was 89% of total protein, low molecular weight peptides with MW 300-500 Da - 11%. Treatment of yeast biomass with ES-2 for 12 hours allowed to increase free amino acids yield by 3,5 times, the amount of low molecular weight peptides with MW less than 300 Da - by 6,8 times. Results of the research confirm the high efficiency of ES-2 peptidases, as well as the possibility of regulating the enzymatic hydrolysis of yeast biomass to produce hydrolysates of specified composition