Источники пищевого белка - Яковлев Н.И.
Скачать (прямая ссылка):
266
Таблица 24.3. Среднее содержание аминокислот в 11 образцах микроорганизмов и среднее квадратичное отклонение [8]
Аминокислота Общее содержание незаменимых аминокислот, % Среднее квадратичное отклонение-
Гистидин. 7,22 1,05
Аргинин 11,18 0,36
Лизин 15,31 1,01
Лейцин 16,57 0,53
Изолейцин 11,34 0,57
Валин 11,85 ? 0,37
Метионин 3,81 0,31
Треонин 10,23 0,33
Фенилаланин 9,43 0,67
Таблица 24.4. Содержание незаменимых аминокислот в 11 образцах микроорганизмов [8]
Содержание (на сухое вещество)
Образец
незаменимые
аминокислоты
Б а ктер и и
Staphylococcus aureus Escherichia coli Bacillus subtilis Дрожжи 21,6 33,1 23,8 10,75 13,19 10,07
Saccharomyces cerevisiae (в среднем) Saccharomyces cerevisiae Дрожжи торула Дрожжи торула 17,1—23,8 23,1 29,5 24,4 5,9—8,2 8,94 8,35 7,47
Плесневые грибы
Aspergillus tiiger Penicillium notatum Rhizopus nigricana 9,2 12,8 9,6 5,21 6,13 5,80
Шляпочные грибы
Tricholoma nudum 20,8 8,64
Образцы и емикробиого происхождения
Мышцы животных (в среднем) Рыбная мука (в среднем) Мука из люцериы 48.1 32.1 6,9 15,4 9,8 2,72
267
щих аминокислот. Джонсон [8] сравнил содержание незаменимых аминокислот в разных микроорганизмах. Результаты его исследований представлены в таблицах 24.3 и 24.4. В таблице 24.3 приведена выборка данных по содержанию незаменимых аминокислот. Все аминокислоты, за исключением лизина и гистидина, имеют довольно ограниченный диапазон колебания концентраций в этих образцах микроорганизмов. Как можно видеть из данных, представленных в таблице 24.4, различия между бактериями и дрожжами невелики.
ВЛИЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА КЛЕТОЧНЫЙ СОСТАВ
Питательная ценность клеточного белка определяется «го аминокислотным составом. Однако, если целые клетки или белковые изоляты предназначены для питания людей, нужно уменьшить содержание в них нуклеиновых кислот, так как человек может усваивать их в ограниченном количестве [14]. Из предшествующего обсуждения и литературных данных [3, 6, 10] следует, что макромолекулярный состав клеток микроорганизмов варьирует и зависит от скорости роста и температуры, лри которой он происходит.
При обсуждении данного вопроса следует отметить, что важной характеристикой клеток служит количество в них белка и РНК в процентах от сухого вещества клетки и отношение белка к РНК. Концентрация белка в расчете на клетку зависит от вида микроорганизма, но для данного организма весьма постоянна при разнообразных условиях окружающей среды. Если содержание белка выражать в процентах от сухого вещества клетки, то можно обнаружить, что оно меняется и обратно пропорционально концентрации других клеточных компонентов. Однако поскольку большая часть РНК используется для синтеза белков, то отношение белок/РНК пропорционально скорости роста клетки. Встает важный вопрос, имеющий отношение к производству белка одноклеточными: в какой степени мы можем контролировать и изменять клеточный состав, для того чтобы добиться оптимальной концентрации белков и оптимального отношения белок/РНК? В ранее выполненных работах с бактериями [12] и дрожжами [3] было показано, что концентрация белка очень мало зависит от
268
скорости роста и температуры, тогда как отношение белок/РНК уменьшается при увеличении скорости роста и понижении температуры. По данным Темпеста и Дика [12], макромолекулярный состав зависит от природы питательных веществ, ограничивающих рост клеток^ культивируемых в хемостате.
Несмотря на то, что уже в 1967 г. было ясно, что состав клетки можно регулировать, контролируя условия среды, во всех этих исследованиях, проводившихся с непрерывно растущей культурой, чтобы ограничить рост,, создавали недостаток какого-либо одного необходимого* клеткам вещества на фоне избытка всех остальных. Возникает вопрос: нельзя ли еще в большей степени контролировать состав клеток, создавая дефицит сразу двух питательных веществ?
Основываясь на доступной информации, Куни [4] выдвинул гипотезу, что недостаток углерода будет лимитировать снабжение клеток энергией или атомами угле-1 рода, необходимыми для биосинтеза углеродного скелета молекул, дефицит азота или сульфатов должен уменьшать количество синтезируемых молекул белков,, а нехватка фосфата, калия или магния будет ограничивать образование нуклеиновых кислот. Эта гипотеза была принята за основу при выборе различных пар веществ,, ограничивающих рост клеток. При таком подходе можно было попытаться избирательно контролировать синтез: различных клеточных компонентов. Используя в качестве модели для этих экспериментов Aerobacter aerogenes, Куни и Мэйтлес [5] изучили пределы, в которых можно-было изменять клеточный состав с помощью дефицита двух питательных веществ. Результаты исследований,, проведенных с ограничением содержания углерода и (или) азота и азота и( или) фосфатов, показали, что содержание белка в бактериях может варьировать от 52 до 72%, а РНК —от 10 до 25%. Отношение белок/РНК при данной скорости роста в хемостатах, где создавался недостаток углерода и (или) азота, было, однако, одинаковым, несмотря на различие в абсолютных концентрациях этих веществ. С другой стороны, отношение белок/РНК при недостатке фосфатов значительно увеличивалось, достигая 40% при самой низкой удельной скорости роста (0,25 часа-1). Различия между скоростями роста, наблюдавшимися при недостатке фосфатов и других питательных элементов, полностью исчезали, как только*
