Исследование процесса ферментативного гидролиза биомассы дрожжей для создания пищевых ингредиентов с заданным фракционным составом белковых веществ

С использованием ферментативных систем (ФС) проведена направленная биокаталитическая деструкция субклеточных структур дрожжевой биомассы Saccharomyces cerevisiae для получения продуктов заданного структурнофракционного состава. В состав ФС-1 входили ферменты, катализирующие гидролиз полисахаридов клеточных стенок дрожжей. Ферменты дозировали из расчета: ß-глюканазу 300 ед ß-ГкС/г дрожжей, маннаназу 28,9 ед МС/г дрожжей. ФС-2 наряду с энзиматической композицией ФС-1 дополнительно содержала протеолитический комплекс, который включал ферменты бактериального происхождения, представляющие собой нейтральные, сериновые и металлозависимые протеиназы (в дозировке 2 ед ПС/г дрожжей). ФС-3 состояла из ферментов ß-глюканазного, маннанолитического, протеолитического действия и была дополнительно усилена повышенной дозировкой протеиназ и пептидаз грибного происхождения (10 ед ПС/г дрожжей) для глубокого гидролиза белковых веществ протоплазмы дрожжевой клетки до низкомолекулярных пептидов и свободных аминокислот. Проиллюстрировано действие ферментативных систем различной субстратной специфичности на степень разрушения субклеточных структур дрожжей посредством электронной микроскопии. Полученные продукты деструкции имели различный фракционный состав и структурные особенности. Результаты исследований показали, что обработка дрожжей ФС-1 приводила к деформации клеточных стенок, но не влияла на состав белковых фракций, представленных пептидами с различной молекулярной массой (20-60 кДа) и характерных для исходного материала. Использование ФС-2 обеспечило более глубокую деструкцию белково-полисахаридного матрикса клеточных стенок и частичный гидролиз белков с образованием растворимых белковых составляющих с молекулярной массой
With the use of enzyme systems (ES) the directed biocatalytic destruction of subcellular structures of the yeast biomass Saccharomyces cerevisiaе has been conducted for obtaining products of the specified structural-fractional composition. The composition of ES-1 included the enzymes catalyzing the hydrolysis of cell wall polysaccharides of yeast. Enzymes were dosed out at the rate of ß-glucanase 300 units of ß-GcS/g of yeast, mannanase 28.9 units of MS/g of yeast. ES-2, along with the enzymatic composition of ES-1, also contained a proteolytic complex, which included enzymes of bacterial origin, which were neutral, serine and metal-depended proteases (in a dosage of 2 units of PS/g of yeast). ES-3 consisted of the enzymes with ß-glucanase, mannanase, proteolytic activities and was further reinforced by high dose of proteases of fungal origin (10 units PS/g of yeast) for the implementation of deep hydrolysis of protein substances of yeast cell protoplasm to low molecular weight peptides and free amino acids. The action of enzymatic systems with different substrate specificity on the degree of destruction of subcellular structures of yeast was illustrated by electron microscopy. The resulting degradation products had different fractional composition and structural features. The results showed that ES-1 treatment of yeast led to deformation of the cell walls, but did not affect the composition of the protein fractions, represented by peptides with different molecular weight (20-60 kDa) that were characteristic for the starting material. The use of ES-2 has provided a deeper degradation of the protein-polysaccharide matrix of the cell walls and partial hydrolysis of proteins with the formation of soluble protein components with molecular weight less than 14 kDa. ES-3 treatment of yeast cells allowed to obtain composition with predominant content (89%) of free amino acids and short peptides with molecular weight up to 300 Da. The efficacy of targeted destruction of subcellular structures of Saccharomyces cerevisiae with getting of fermentation biomass with the specified fractional composition of protein substances for the production of food ingredients with special functional effects has been shown.