Obtaining concentrated enzyme preparations for the conversion of protein and polysaccharides of agricultural raw materials in biotechnological industries
Authors: Серба Е.М. , Шариков А.Ю. , Оверченко М.Б. , Римарева Л.В. , Игнатова Н.И. , Серба В.В. , Машенцева Н.Г. 
Published: March 2023

Ключевым фактором в современных биотехнологических производствах являются ферменты микробного происхождения, способствующие направленной регуляции функционально-технологических свойств перерабатываемого сырья при приготовлении питательных сред для культивирования микроорганизмов – продуцентов промышленно значимой продукции (биоактивных пептидов, ценных полисахаридов, белка, этанола и др.). Растущий интерес к разработке ресурсосберегающих биотехнологий с использованием отечественных ингредиентов подтверждает перспективность расширения выпуска конкурентоспособных ферментных препаратов, особенно это относится к препаратам – источникам протеаз и амилаз как наиболее востребованным в промышленности. Решение данной проблемы заключается в получении концентрированных форм ферментных препаратов, устойчивых к сохранению ферментативной активности, на основе продуктивных и безопасных промышленных штаммов микроорганизмов. Целью работы являлось сравнение различных способов получения концентрированных ферментных препаратов для конверсии сельскохозяйственного сырья из культуральной жидкости непатогенного гриба Aspergillus oryzae RCAM 011334 – продуцента протеазы и альфа-амилазы. В статье представлен сравнительный анализ уровня протеолитической и амилолитической активности в ферментных препаратах, полученных из культуральной жидкости гриба Aspergillus oryzae RCAM 011334 различными способами концентрирования. Установлено, что наиболее высокая ферментативная активность содержалась в препаратах, полученных методом осаждения ферментов этанолом и ультрафильтрацией. Показано, что при увеличении степени концентрирования фильтрата культуральной жидкости пропорционально возрастал уровень активности протеаз и амилаз в ультраконцентрате и снижался в пермеате. Результаты исследований изменения уровня протеолитической и амилолитической активности в концентрированных ферментных препаратах подтвердили их стабильность в течение 9 мес. Приведены данные сравнительных исследований уровня активности основных и минорных ферментов в концентрированных препаратах отечественного и импортного производства. Результаты работы указывают на перспективность использования полученных ферментных препаратов в биотехнологических производствах при приготовлении питательных сред для культивирования микроорганизмов – продуцентов промышленно значимой продукции.

The key factor in modern biotechnological production is enzymes of microbial origin, which contribute to the directed regulation of the functional and technological properties of processed raw materials in the preparation of nutrient media for the cultivation of microorganisms – producers of industrially significant products (bioactive peptides, valuable polysaccharides, protein, ethanol, etc.). The growing interest in the development of resource-saving biotechnologies using domestic ingredients confirms the prospects for expanding the production of competitive enzyme preparations, especially for preparations that are sources of proteases and amylases, as they are most in demand in the industry. The solution to this problem is to obtain concentrated forms of enzyme preparations that are resistant to the preservation of enzymatic activity, based on productive and safe industrial strains of microorganisms. The aim of the work was to compare different methods for obtaining concentrated enzyme preparations for the conversion of agricultural raw materials from the culture fluid of the non-pathogenic fungus Aspergillus oryzae RCAM 011334, a protease and alfa-amylase producer. The article presents a comparative analysis of the level of proteolytic and amylolytic activity in enzyme preparations obtained from the culture liquid of the fungus Aspergillus oryzae RCAM 011334 by various methods of concentration. It was found that the highest enzymatic activity was contained in the preparations obtained by the method of precipitation of enzymes with ethanol and ultrafiltration. It was shown that with an increase in the degree of concentration of the culture liquid filtrate, the level of activity of proteases and amylases in the ultraconcentrate increased proportionally and decreased in the permeate. The results of studies of changes in the level of proteolytic and amylolytic activity in concentrated enzyme preparations confirmed their stability for 9 months. The data of comparative studies of the level of activity of major and minor enzymes in concentrated preparations of domestic and foreign production are presented. The results of the work indicate the prospects of using the obtained enzyme preparations in biotechnological industries in the preparation of nutrient media for the cultivation of microorganisms – producers of industrially significant products.