Hydrolytic activity of substances from secondary raw materials of food and agricultural production
Authors: Шарова Н.Ю. 
Published: April 2023

«Биотехнологии» – это одно из приоритетных направлений научно-технологического развития РФ на период до 2030 г., в группу перспективных продуктов которого, наряду с другими пищевыми и промышленными биопродуктами, входят промышленные, пищевые и кормовые, ферменты, биокатализаторы. Решение проблемы недостатка отечественных ферментных препаратов можно совместить с решением другой глобальной проблемы – рациональным использованием отходов пищевых и сельскохозяйственных производств, причем учесть необходимо не только химический состав отходов, но и свойства аборигенной микробиоты. Промышленно важными ферментами являются гидролазы, востребованные на стадиях подготовки пищевого и сельскохозяйственного сырья к биотехнологическому процессу в производстве, например, спиртосодержащих продуктов, пивобезалкогольной продукции, хлебобулочных изделий, пищевых и кормовых микроингредиентов (пищевые добавки, технологические вспомогательные средства). Потенциальные продуценты гидролитических ферментов могут быть выделены из микробиоты вторичного сырья. Цель работы – исследовать микробиоту пшеничных отрубей, рапсового жмыха и соевого шрота для оценки биотехнологического потенциала и поиска новых продуцентов ферментов гидролитического действия. Ранее проведенные нами исследования показали, что бактериальная микробиота исследуемого сырья включает представителей Micrococcus, Kocuria, Bacillus, Enterococcus и Staphylococcus. В основе сообщества, выделенного из вторичного сырья, обнаруживаются бактерии рода Acinetobacter, Artrobacter, которые известны как продуценты гидролаз. В результате ферментации исследуемого сырья (гидромодуль 1:6) глубинным способом в условиях шейкера-инкубатора Multitron (INFORS, Швейцария) под действием собственной микробиоты в течение 7 сут при температуре 32±2 °С, интенсивности аэрации от 0,6 до 1,0 дм3/(дм3х мин) получены субстанции, представляющие собой растительно-микробную биомассу с высоким содержанием ферментативно активного белка. Содержание общего белка в них варьировало в пределах 10–18 мг/см3, активности ферментов составили, ед/см3: альфа-амилаза 6–10; липаза 40–60; протеаза кислая 70–90, нейтральная 110–150, щелочная 140–170; фитаза 2–7. Полученные субстанции после подтверждения безопасности могут быть исследованы в качестве технологических вспомогательных средств для улучшения качества продовольственного сырья и испытаны как самостоятельные ингредиенты в технологиях кормовых и пищевых продуктов.

«Biotechnologies» is one of the priority directions of scientific and technological development of the Russian Federation for the period up to 2030, the group of promising products of which, along with other food and industrial biological products, includes industrial, food and feed, enzymes, biocatalysts. The solution to the problem of the shortage of domestic enzyme preparations can be combined with the solution of another global problem – the rational use of food and agricultural waste, and it is necessary to take into account not only the chemical composition of waste, but also the properties of the native microbiota. Industrially important enzymes are hydrolases, which are in demand at the stages of preparing food and agricultural raw materials for the biotechnological process in the production of, for example, alcohol-containing products, beer and non-alcoholic products, bakery products, food and feed micro-ingredients (food additives, technological aids). Potential producers of hydrolytic enzymes can be isolated from the microbiota of secondary raw materials. The aim of the work is to study the microbiota of wheat bran, rapeseed cake and soybean meal to assess the biotechnological potential and search for new producers of hydrolytic enzymes. Our previous studies have shown that the bacterial microbiota of the studied raw materials includes representatives of Micrococcus, Kocuria, Bacillus, Enterococcus and Staphylococcus. At the heart of the community isolated from secondary raw materials, bacteria of the genus Acinetobacter, Artrobacter, which are known as producers of hydrolases, are found. As a result of fermentation of the studied raw materials (hydromodule 1:6) in-depth method in conditions of Multitron shaker-incubator (INFORS, Switzerland) under the action of its own microbiota for seven days at a temperature of (32 ± 2) °C, aeration intensity from 0.6 to 1.0 dm3 / (dm3 x min), substances representing plant-microbial biomass with a high content of enzymatically active protein were obtained. The total protein content in them varied between 10–18 mg/cm3, the enzyme activity was, units/cm3: alfa-amylase 6–10; lipase 40–60; acid protease 70–90, neutral 110–150, alkaline 140–170; phytase 2–7. The substances obtained after safety confirmation can be investigated as technological aids to improve the quality of food raw materials and tested as independent ingredients in feed and food technologies.