Производство белка на водороде - Волова Т.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Лимитирование скорости роста, вызванное недостатком или отсутствием в среде одного из элементов-биогенов (азот, сера, фосфор, магний) сопровождается снижением содержания в биомассе нуклеиновых кислот и белка и увеличением количества поли-р-оксимасляной кислоты.
В случае использования исследованных микроорганизмов Для пищевых целей, необходимо удалять избыток нуклеиновых кислот, так как традиционные пищевые продукты по срав-
6*
83
Таблица 16
Содержание нуклеиновых кислот я «сырого» протеина в некоторых одноклеточных организмах и пищевых продуктах, % от сух. в-ва
Объект исследования «Сырой» протеин (JVX6.25), А Нуклеиновые кислоты, Б -fxioc
Одноклеточны з организмы*
Chlorella vulgaris 57,5 5,0 8,7
Synechococcus elongatus 62,5 4,8 7,7
Spirulina platensis 56,2 4,5 8,0
Coccopedia 51,9 4,3 8,3
Cyanidium 56,0 4,4 7,8
Platimonas viridis 43,7 4,3 9,8
Alcaligenes eutrophus 75,0 15,0 20,0
Escherichia soli 62,5 18,0 28,8
Candida 52,0 8,4 16,1
Пищевые n р о д у к т ы
Мясо 76,1 0,8 1,0
Рыба 57,0 1,6 2,8
Печень 56,9 2,3 4,0
Молоко сухое 24,4 0,1 0,4
Картофель 7,8 0,2 2,6
Пшеничная мука 15,4 0,2 1,0
Рис 7,0 0,1 1Д
* Для всех анализов, кроме Alcaligenes и Е. coll, использовалась периодическая культура в стационарной фазе роста.
нению с изученными одноклеточными характеризуются их низким содержанием [Трубачев и др., 1978] и незначительным коэффициентом Коба (степень отягощения белкового азота азотом нуклеиновых кислот) [Покровский и др., 1972].
Составные компоненты комбикорма: травяная мука, кукуруза, пшеница, обрат, мясо-костная мука — содержат также мало (меньше 1% на сух. в-во) суммарных нуклеиновых кислот. Исключение составляют гидролизные дрожжи и рыбо-костная мука, которые содержат соответственно 5,7 и 1,7% нуклеиновых кислот.
Ни один из изученных организмов не может быть использован в пищу в количествах, удовлетворяющих потребности человека в белках хотя бы на 50% без удаления избытка нукле-
иновых кислот. Количество абсолютно сухой биомассы, которое может быть использовано человеком в сутки без вреда, по содержанию нуклеиновых кислот (если снять другие ограничения) будет следующим: водородные бактерии — 10—15 г, дрожжи, железобактерии — 20—25, микроводоросли —50—70 г.
Для удаления или уменьшения содержания нуклеиновых кислот в микроорганизмах или выделенных из них белковых препаратов разработаны химические и энзиматические методы.
Уменьшение скорости роста микроорганизмов — один из путей снижения количества нуклеиновых кислот. Однако это противоречит основной цели выращивания микроорганизмов — получению высокого урожая биомассы, хотя можно организовать двухстадийный процесс роста. Во второй стадии добавляется игибитор роста или антибиотик, снижающий скорость роста. Такой двухстадийный процесс для дрожжей описан в литературе [Gatellier, Glikmans, 1972]. Для водородных бактерий это тем более непригодно, так как накапливается балластное вещество — поли-р-оксимасляная кислота за счет уменьшения количества белков (см. табл. 7, 10).
Для удаления нуклеиновых кислот используют кислотный [Спирин, 1958; Dali, Ruiz, 1974; Бадртдинов, 1976] и щелочной гидролиз [Рогожин и др., 1974; К well е. а., 1974], а также щелочные растворы солей [Баронииь и др., 1968; Бадртдинов,
1976]. Для полного удаления нуклеиновых кислот из биомассы ее обычно нагревают 20 мин при 100° с 0,5 N хлорной кислотой [Спирин, 1958]. Этот метод, видимо, мало пригоден для обработки биомассы при использовании ее в пищевых целях, так как биомасса загрязняется химикатами. Кроме того, не исследовалось влияние такой обработки на сохранность белков и других компонентов клетки.
При выделении белков из дрожжей щелочью одновременно экстрагируется до 90% нуклеиновых кислот [Рогожин и др., 1974]. В описанном методе выделения рибонуклеиновых кислот щелочным раствором хлористого натрия при нагревании 3 ч на кипящей водяной бане [Баронинь и др., 1968] не указан процент выхода нуклеиновых кислот, белка и других веществ. Из используемых нами солей лучше других нуклеиновые кислоты экстрагируются щелочным раствором (pH 9,7) первичного фосфата калия. Выше был результат (95—99%) при экстракции нуклеиновых кислот хлорной, серной, фосфорной и трихлорук-сусной кислотами. Остальные соли дают примерно одинаковый эффект (табл. 17). Одновременно с нуклеиновыми кислотами экстрагируются белки и углеводы. Трихлоруксусная кислота в этом отношении имеет преимущество, так как гидролизует и Удаляет почти все нуклеиновые кислоты, а большая часть белковых веществ при этом денатурирует и не экстрагируется. При использовании солей — компонентов питательного раствора — получаются хорошие результаты экстракции нуклеи-
85
Таблица 17
Экстракция нуклеиновых кислот и белка растворами кислот (0,5N) и солей (10%) с pH 9,7 из лиофилизированной биомассы водородных бактерий, %
Экстра- гент Нуклеиновые кислоты Белок Экстра- гент Нуклеиновые кислоты Белок
NaCl 68,0 42,2 H4SO* 97,5 37,0
Na2HP04 77,2 28,0 HNOa 95,2 49,5
KH2P04 82,0 38,0
NaN03 76,5 26,7 НС104 98,6 55,0
