Generation of bioactive peptides in meat raw materials exposed to lysates of bacterial starter cultures | Образование биологически активных пептидов в мясном сырье под влиянием лизатов стартовых бактериальных культур

English. Nowadays, preparations based on bacterial lysates are mainly applied in medicine. In food industry, bacterial lysates are still not widely used, in particular for manufacturing meat functional foodstuff. The goal of the research was to determine the biochemical composition and enzymatic activity of the lysates of starting bacterial cultures and their role in the formation of biologically active peptides in raw meat. The bacterial suspensions were exposed either to lysozyme treatment followed by separation of the extract from the cell debris by centrifugation, or to ultrasonic treatment to compare two methods of cell destruction. The physical method was proved to be the most effective. For biochemical characterization, the proteolytic, lipolytic and collagenase activities of the lysates, and the concentration of organic acids, proteins, and free amino acids were measured. The Lactobacillus curvatus 2, Lactobacillus acidophilus AT-41, Pediococcus acidilactici 38 and Staphylococcus carnosus 108 lysates showed the widest range of intracellular enzymes, including leucine and valine arylamidase, acid phosphatase, naphthol-AS-BI-phosphohydrolase, and beta-galactosidase. The proteolytic activity was the highest in Staphylococcus carnosus 108, Lactobacillus acidophilus AT-41, Lactobacillus curvatus 1, and Lactobacillus curvatus 2 as compared to other strains. The level of malic, lactic and succinic acids in the lysates varied in the range of 0.002-0.02, 0.02-0.06, and 0.2-0.9 mg/100 g, respectively. The highest enrichment in free amino acids with 13 AA detected out of 17 AA studied was characteristic of P. acidilactici 38 lysate while only 7 AA were detected in the L. sakei 105 lysate. A comparison of 2D electrophoregrams of fermented raw meat showed both general effects on reducing total proteins and the lysate-specific effects toward various proteins, e.g. formation of protein conjugates and cleavage of target proteins, in particular actin skeletal muscle.

Russian. В настоящее время препараты, основанные на лизатах бактерий, используются главным образом в медицине. В пищевых производствах, в том числе в мясной промышленности при получении функциональных продуктов, бактериальные лизаты пока что мало распространены. Цель работы - определение биохимического состава и ферментативной активности лизатов стартовых бактериальных культур и их роли в образовании биологически активных пептидов в мясном сырье. Рассмотрены два способа получения лизатов из клеток стартовых культур - ферментативный и физический. Первый способ заключается в ферментативной обработке суспензии бактериальных клеток ферментом лизоцимом с последующим отделением экстракта от клеточного дебриса путем центрифугирования, второй - в ультразвуковой обработке. По результатам исследований было выявлено, что наиболее эффективным является физический способ лизиса. Проведена комплексная оценка полученных лизатов - определены протеолитическая, липолитическая и коллагеназная активности, содержание органических кислот, концентрация белка и количество свободных аминокислот. Наиболее широкий спектр внутриклеточных ферментов, а именно лейциновая и валиновая ариламидаза, кислая фосфатаза, нафтол-AS-BI-фосфогидролаза и бета-галактозидаза, представлен в лизатах штаммов L. curvatus 2, L. acidophilus AT-41, P. acidilactici 38 и S. carnosus 108. Наибольшую протеолитическую активность выявили в лизатах штаммов S. carnosus 108, L. acidophilus AT-41, L. curvatus 1 и L. curvatus. Наиболее широкий спектр свободных аминокислот представлен в образце лизата из P. acidilactici 38 (13 из 17 исследуемых аминокислот), узкий спектр - в образце лизата из L. sakei 105 (7 из 17 исследуемых аминокислот). Сравнительный анализ полученных двумерных электрофореграмм ферментированного мясного сырья показал как общее действие (снижение количества белкового материала), так и специфичность влияния лизатов на ряд белков в зависимости от используемого лизата стартовой культуры.