CC BY
0«GLOBALLASHUV VA IQLIM O'ZGARISHI SHAROITIDA OZIQ-OVQAT XAVFSIZLIGINI TA'MINLASH: MUAMMO VA YECHIMLAR» RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY ANJUMANI 2024 YIL 15 - MAY
СКРИНИНГОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОДУЦЕНТОВ МОЛОКОСВЕРТЫВАЮЩИХ ФЕРМЕНТОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СЫРОВ
1Ишанходжаев Т.М., 2Рахмонов Р.А., 3Холиков А.Ф., 4Муртазоев А.К.,5Сайлиев М.У.,
6Алимова Б.Х., 7Махсумханов А.А.
1,6,7Институт микробиологии АН РУз, с.н.с.
2Институт микробиологии АН РУз, стажер 3,4,5Институт микробиологии АН РУз, аспирант https://doi.org/10.5281/zenodo.11440202 В течении многих лет самым лучшим молокосвертывающим ферментом был сычужный фермент (СФ), выделяемый из желудков молодняка жвачных животных. Однако такой фермент имеет существенные недостатки в виде высокой стоимости и ограниченности сырьевой базы для производства, не позволяющей полностью обеспечить СФ производство сыров в его современных масштабах. Проблемы с дефицитом СФ и с использованием заменителей СФ были решены с началом промышленного производства молокосвертывающих ферментов (МСФ) на основе рекомбинантных химозинов. Эти МСФ позволили обеспечить столь же высокий выход сыров и столь же высокое их качество, как и при использовании СФ [Jacob, M. et al (2011)].
В настоящее время на мировом рынке доля МСФ микробного происхождения более чем в два раза превышает долю МСФ животного происхождения [Myagkonosov, D. S. et al. 9, (2019)]. Одной из причин, объясняющей высокий спрос на МСФ микробного происхождения, является их низкая стоимость. К примеру стоимость такого МСФ в пересчете на единицы МСА примерно в 3 раза ниже, чем у СФ животного происхождения, и примерно в 1,5 раза ниже, чем у МСФ на основе рекомбинантных химозинов [Myagkonosov, D. S. et al. 10, (2019)]. В этой связи поиск других источников сычужноподобных ферментов, которые необходимы в производстве сыра остается актуальной как в ближайшее время , так и в перспективе.
Целью настоящей работы явилось поиск продуцентов молокосвертывающих сычужноподобных ферментов из коллекции штаммов лаборатории «Энзимологии» Института Микробиологии АН РУз.
Материалы и методы. Исследовано 20 штаммов из коллекции института. Штаммы культивировали в течении от 72 до 120 часов, при различных температурах и рН, в модифицированной среде Номура с добавлением лактозы. Протеазную активность определяли по Ансону [4] , белок по Бредфорду [5]. Молокосвертывающую активность (МСА) ферментов культуральнной жидкости исследованных штаммов микроорганизмов определяли в соответствии с Межгосударственным стандартом ГОСТ 118 15 -2015 и выражали в единицах Сокслета [6]. Идентификацию штаммов проводили с помощью масс спектрометрии Maldi Tof МS.
Результаты исследования показали , что из 20 штаммов коллекции института только четыре штамма проявили близкую к коммерческим ферментам молокосвертывающую активность. Наибольшее количество МСФ образуется при культивировании в течении 120 часов. Следует отметить, что рН культуральной среды также играет важную роль в образовании МСФ (см. рис. 1). В частности, при низких рН
«GLOBALLASHUV VA IQLIM O'ZGARISHI SHAROITIDA OZIQ-OVQAT XAVFSIZLIGINI TA'MINLASH: MUAMMO VA YECHIMLAR» RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY ANJUMANI 2024 YIL 15 - MAY
количество белка образуется меньше , чем при рН -8, однако МСА активность ферментов при рН-6 выше.
Рис. 1. Количества МСФ в культуральной жидкости 4 штаммов (Х3,Х5,ХА,ХМ) при различных рН и времени культивирования, рассчитанная по концентрации белка. Контроль - белок коммерческого фермента.
Наиболее оптимальная температура для культивирования штаммов продуцентов МСФ оказалась равна 32 градусам. Из 20 исследованных штаммов коллекции института только четыре штамма проявили близкую к коммерческим ферментам молокосвертывающую активность. Идентификация штаммов показала принадлежность их к роду Bacillus licheniformis -Х3 и ХМ и Bacillus 8иЪ1Ш8-Х5 и ХА. Следует отметить , что наибольшую МСА (см.рис2) проявили штаммы Х5 и ХМ при этом , если у штамма Х5 МСА была близка к коммерческому ферменту МСА =1050, то МСА активность штамма -ХМ была выше коммерческих ферментов на 30% при общей низкой биомассы штамма, что свидетельствует о высокой удельной активности продуцируемых молокосвертывающих ферментов.
Рис. 2. МСА 4 штаммов рассчитанная по методу Аримы и др. в единицах Сокслета. Контроль -коммерческий фермент (1000 IMCU/г).
«GLOBALLASHUV VA IQLIM O'ZGARISHI SHAROITIDA OZIQ-OVQAT XAVFSIZLIGINI TA'MINLASH: MUAMMO VA YECHIMLAR» RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY ANJUMANI 2024 YIL 15 - MAY
Таким образом, после дополнительных биохимических и токсикологических исследований штаммы Х5 и ХМ можно рекомендовать в качестве эффективных и рентабельных молокосвертывающих ферментов для производства сыров различных сортов в качестве альтернативы импортным и отечественным коммерческим сычужным ферментам.
REFERENCES
1. Jacob, M., Jaros, D., Rohm, H. (2011). Recent advances in milk clotting enzymes. International Journal of Dairy Technology, 64(1), 14-33. https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2010.00633.x 7.
2. Myagkonosov, D. S., Abramov, D. V., Mordvinova, V. A., Ovchinnikova, E.G., Municheva, T. E. (2019). Recombined milk clotting enzymes — application in cheese making. Part II. Technological issues of using recombined chymosins. Cheesemaking and Buttermaking, 2, 16-20. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2019-6-16-20 (In Russian) 9.
3. Myagkonosov, D. S., Abramov, D. V., Mordvinova, V. A., Municheva, T. E., Ovchinnikova, E. G. (2019). Review of the Russian market of milk clotting preparations and prospects of its development. Cheesemaking and Buttermaking, 2, 11-13. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2019-2-11-13, 10.
4. Thomas, N.N.; Archana, V.; Shibina, S.; Edwin, B.T. Isolation and characterization of a protease from Bacillus sps. Mater. Today:Proc. 2021, 41, 685-691. [CrossRef].
5. Bradford, M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding / M.M. Bradford // Anal. Biochem. -1976. - Vol. 72, № 1-2 - P. 248-254.
6. Межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 11815-2015, Москва Стандартинформ , 2019. Стр. 9.
