Производство белка на водороде - Волова Т.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Что же вызывает болезненное явление при приеме человеком биомассы микроорганизмов? Связано ли это с определенной исследуемой партией биомассы или это специфично для микроорганизмов в связи с их нетрадиционным составом?
Рассмотрим возможные препятствия для использования биомассы одноклеточных в пищевых целях:
1) прочная клеточная стенка, 2) высокое содержание нуклеиновых кислот, 3) содержание в бактериях необычных липидных компонентов, 4) комплексы белков и D-аминокислоты; 5) сильная окрашенность (водоросли), 6) неприятный вкус и запах (водоросли, дрожжи).
Клеточные стенки у большинства микроорганизмов составляют 10—30% сухого веса клетки [Станиславский, 1971 ]. После очистки от остатков цитоплазмы и цитоплазматической мембраны их количество составляет всего 2—3%. Для водородных бактерий эта величина, по нашим данным, равна 5—7%, что, возможно, связано с их недостаточной очисткой от остатков цитоплазматической мембраны.
Сравнение аминокислотного состава целых стенок и клеток (табл. 19) показало их значительное различие по общей сумме (62 и 30% от сух. в-ва) аминокислот. Белки клеточных стенок характеризуются более низким содержанием незаменимых аминокислот. В расчете на белок стенки в отличие от целых клеток содержат больше аспарагиновой кислоты, аланина, серина и тирозина, но меньше лизина, валина, аргинина, метионина, цистина, изолейцина и триптофана. Эти результаты согласуются с данными Г. Грау и С. Вилкинсона [Grau, Wilkinson, 1965],
92
Таблица 19
Аминокислотный состав клеточных стенок водородных бактерий, % от сух. в-ва
Клеточные стенки Целые клетки
Аминокислота на сухой вес в белке на сухой вес в белке
Лизин 1,04 3,42 4,35 7,00
Гистидиа 0,53 1,74 1,22 1,96
Аргинин 1,83 6,01 4,54 7,30
Аспарагиновая 4,56 14,98 6,22 10,00
Треонин 1,66 5,45 3,29 5,29
Серин 1,62 5,32 2,50 4,02
Глютаминовая 3,80 12,48 7,81 12,56
Пролин 1,32 4,37 2,85 4,58
Глицин 2,32 7,62 3,76 6,05
Аланин 3,31 10,87 5,64 9,07
Цистин 0,27 0,89 0,35 0,56
Валин 1,22 4,01 3,97 6,38
Метионин 0,42 1,38 1,64 2,63
Изолейцин 0,83 2,73 2,78 4,47
Лейцин 2,73 8,97 5,35 8,60
Тирозин 1,36 4,47 2,25 3,62
Фенилаланин 1,42 4,66 2,75 4,42
Триптофан Аминосахара 0,20 + 0,66 0,87 + 1,40
Сумма Сумма незамени- 30,44 99,93 61,14 99,91
мых 9,34 31,11 25,00 40,19
которые отмечали высокое содержание в стенках Alcaligenes facilis аспарагиновой, глютаминовой кислот и аланина и более низкое содержание лизина, гистидина, аргинина, треонина, цистина, валина, метионина и изолейдина. Авторы утверждают, что 45—50% белка стенок этой культуры не поддается перевариванию трипсином.
С точки зрения пищевого использования микроорганизмов структура и состав клеточной стенки имеют решающее значение. Клеточные стенки грамотрицательных бактерий содержат антигены (липополисахариды), которые обычно токсичны. Клеточные стенки обладают также D-аминокислотами, аминосахарами (глюкозамин, галактозамин), влияние которых на организм человека изучено еще недостаточно. В гидролизатах клеток водородных бактерий и в клеточных стенках найдены амино-сахара, которые выходили с колонки аминокислотного анализатора перед лизином. Общее их содержание составляло 0,3— 0,6% от сухого веса биомассы бактерий.
Доступность аминокислот, связанных с клеточными стенками, очень низка. Клеточная оболочка мешает утилизации цито-
93
плазматических белков, уменьшая переваримость. Даже если клетки будут дезинтегрированы, связанные в комплексы структурные белки клеточной стенки и мембран малодоступны для организма ввиду их плохой атакуемости ферментами. Предполагают, что неусвоенные клеточные стенки подвергаются брожению в кишечнике, что ведет к расстройству желудка. Кроме того, образуются вредные амины.
Следует отметить, что клеточные стенки грамотридатель-ных бактерий, к которым относятся водородные бактерии, представляют сложный белково-полисахаридно-липидный комплекс, трудно разрушаемый лизоцимом. Однако использованный нами стандартный метод для разрушения клеточных стенок грамотрицательных бактерий с помощью лизодима показал его применимость для водородных бактерий.
Из изложенного следует, что в настоящее время опыты по использованию в пищу человека необработанной биомассы одноклеточных неуместны. Необходима оценка качества выделенных и очищенных белков, при отсутствии токсичности — следующий этап работы — улучшение функциональных свойств белка. Вкусовые качества тесно связаны с функциональностью, т. е. текстурой и ощущением вкуса. Традиционные белки имеют некоторые желаемые функциональные свойства, но пока белки одноклеточных этими свойствами не обладают. Уже имеются сообщения, что для улучшения функциональных свойств белков одноклеточных используется тот же метод, который применяется для белков сои, т. е. «прядение» белков путем продав-ливания их растворов через отверстия с диаметром 0,1—0,6 мм [Huang, Rha, 1972].
Для решения этой задачи необходимо, по крайней мере, преодолеть трудности, связанные с дезинтеграцией микроорганизмов, экстракцией белка и его очисткой от нуклеиновых кислот и других компонентов.
