Evaluation of the proteolytic activity of new cryoresistant lactobacillus strains

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The search for new functionally active strains of lactic acid bacteria, together with the development of domestic competitive starter cultures on their basis, are important directions of contemporary food biotechnology. Proteolytic activity represents one of the criteria for selecting lactic acid bacteria strains for their subsequent use in food production and largely determines the quality characteristics of the finished product. The present study aims to evaluate the proteolytic activity of 15 new cryoresistant strains of Lactobacillus genus lactic acid bacteria having a number of functional and technological properties. According to the results obtained, all strains demonstrated higher proteolytic activity in alkaline media and those close to neutral (pH = 6.5). In slightly acidic media, the strains under study showed minimal values of proteolytic activity, except for L. fermentum 12 and L. plantarum 21 strains. Strains L. casei 32, L. casei 36, L. fermentum 10, and L. acidophilum 9 (48.9–52.3 µg tyrosine/mL·min) showed the maximum proteolytic activity. The minimal proteolytic activity was characteristic of L. fermentum 12, L. fermentum 24, and L. plantarum 1 (27.7–28.9 µg tyrosine/mL·min). The studied paramenter depends on the conditions of proteolysis (substrate, medium pH) and represents an individual strain characteristic independent of the lactobacillus species membership. According to the results obtained, L. casei 32, L. casei 36, and L. fermentum 10 cryoresistant strains, manifesting high proteolytic activity and effectively affecting various protein substrates (casein, albumin, haemoglobin) in a wide range of medium pH values, can be recommended for inclusion in the composition of starter cultures for the production of fermented food products.

Авторлар туралы

S. Kitaevskaya

Kazan National Research Technological University

Email: kitaevskayas@mail.ru

V. Ponomarev

Kazan National Research Technological University

Email: v.y.ponomarev@gmail.com

O. Reshetnik

Kazan National Research Technological University

Email: roa.olga@mail.ru

Әдебиет тізімі

  1. Rajoka M. S. R., Shi J. L., Zhu J., Shao D., Huang Q., Jang H., et al. Capacity of lactic acid bacteria in immunity enhancement and cancer prevention // Аpplied Microbiology and Biotechnology. 2017. Vol. 101, no. 1. Р. 35–45. https://doi.org/ 10.1007/s00253-016-8005-7.
  2. Yousefi B., Eslami M., Ghasemian A., Kokhaei P., Farrohi S. A., Darabi N. Probiotics importance and their immunomodulatory properties // Journal of Cellular Physiology. 2019. Vol. 234, no. 6. Р. 8008–8018. https://doi.org/10.1002/jcp.27559.
  3. Kerry R. G., Patra J. K., Gouda S., Park Y., Shin H.-S., Das G. Benefaction of probiotics for human health: A review // Journal of Food and Drug Analysis. 2018. Vol. 26, no. 3. Р. 927–939. https:// doi.org/10.1016/j.jfda.2018.01.002.
  4. Головин М. А., Ганина В. И., Машенцева Н. Г. Холестеринредуцирующие пробиотические бактерии в молочной продукции // Молочная промышленность. 2014. N 5. С. 46–47.
  5. Liu C.-F., Tseng K.-C., Chiang S.-S., Lee B.-H., Hsu W.-H., Pan T.-M. Immunomodulatory and antioxidant potential of Lactobacillus exopolysaccharides // Journal of the Science of Food and Agricul-ture. 2011. Vol. 91, no. 12. P. 2284–2291. https:// doi.org/10.1002/jsfa.4456.
  6. Ускова М. А., Кравченко Л. В. Антиоксидантные эффекты молочнокислых бактерий – пробиотиков и йогуртных заквасок // Вопросы питания. 2009. Т. 78. N 2. С. 18–24.
  7. Вековцев А. А., Серба Е. М., Бямбаа Б., Позняковский В. М. Микробиом и биохакинг: парадигма управления здоровьем // Индустрия питания. 2021. Т. 6. N 2. С. 16–22. https://doi.org/ 10.29141/2500-1922-2021-6-2-2.
  8. Raveschot C., Cudennec B., Coutte F., Flahaut C., Fremont M., Drider D., et al. Production of bioactive peptides by lactobacillus species: from gene to application // Frontiers in Microbiology. 2018. Vol. 9. Article number 2354. https://doi.org/ 10.3389/fmicb.2018.02354.
  9. Shah N. P. Functional cultures and health benefits // International Dairy Journal. 2007. Vol. 17, no. 11. Р. 1262–1277. https//:doi.org/10.1016/j.idairyj.2007.01.014.
  10. Rajoka M. S. R., Wu Y. G., Mehwish H. M., Bansal M., Zhao L. Q. Lactobacillus exopolysaccharides: New perspectives on engineering strategies, physiochemical functions, and immunomodulatory effects on host health // Trends in Food Science and Technology. 2020. Vol. 103. Р. 36–48. https://doi. org/10.1016/j.tifs.2020.06.003.
  11. Lynch K. M., Zannini E., Coffey A., Arendt E. K. Lactic acid bacteria exopolysaccharides in foods and beverages: lsolation, properties, characterization, and health benefits // Annual Review of Food Science and Technology. 2018. Vol. 9, no. 9. Р. 155–176. https://doi.org/10.1146/annurev-food-0301 17-012537.
  12. Maske B. L., de Melo Pereira G. V., S Vale A., de Garvalho Neto D. P., Karp S. G., Viesser J. A., et al. A review on enzyme-producing lactobacilli associated with the human digestive process: From metabolism to application // Enzyme and Microbial Technology. 2021. Vol. 149. Article number 109836. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2021.109836.
  13. Leroy F., Verluyten J., de Vuyst L. Functional meat starter cultures for improved sausage fermentation // International Journal of Food Microbiology. 2006. Vol. 106, no. 3. Р. 270–285. https:// doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2005.06.027.
  14. Артюхова С. И., Гаврилова Ю. А. Использование пробиотиков и пребиотиков в биотехнологии производства биопродуктов: монография. Омск: ОмГТУ, 2010. 112 с.
  15. Sanlier N., Gokcen B. B., Sezgin A. C. Health benefits of fermented foods // Сritical Reviews in Food Science and Nutrition. 2019. Vol. 59, no. 3. Р. 506–527. https//:doi.org/10.1080/104083 98.2017.1383355.
  16. Просеков А. Ю., Остроумов Л. А. Инновационный менеджмент биотехнологий заквасочных культур // Техника и технология пищевых производств. 2016. Т. 43. N 4. С. 64–69.
  17. Chen C., Zhao S., Hao G., Yu H., Tian H., Zhao G. Role of lactic acid bacteria on the yogurt flavor: A review // International Journal of Food Properties. 2017. Vol. 20, no. 1. Р. 316–330. https//:doi.org/10.1080/10942912.2017.1295988.
  18. Kieliszek M., Pobiega K., Piwowarek K., Kot A. M. Characteristics of the proteolytic enzymes produced by lactic acid bacteria // Molecules. 2021. Vol. 26, no. 7. Р. 1858. https//:doi.org/10.3390/molecules26071858.
  19. Lim Y. H., Foo H. L., Loh T. C., Mohamad R., Abdullah N. Comparative studies of versatile extracellular proteolytic activities of lactic acid bacteria and their potential for extracellular amino acid productions as feed supplements // Journal of Animal Science and Biotechnology. 2019. Vol. 10. Article number 15. 13 p. https://doi.org/10.1186/s40104- 019-0323-z.
  20. Sun F., Hu Y., Yin X., Kong B., Qin L. Production, purification and biochemical characterization of the microbial protease produced by Lactobacillus fermentum R6 isolated from Harbin dry sausages // Process Biochemistry. 2020. Vol. 89. Р. 37–45. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2019.10.029.
  21. Raveschot C., Cudennec B., Coutte F., Flahaut C., Fremont M., Drider D., et al. Production of bioactive peptides by Lactobacillus species: from gene to application // Frontiers in Microbiology. 2018. Vol. 9. Article number 2354. https://doi. org/10.3389/fmicb.2018.02354.
  22. Elias R. J., Kellerby S. S., Decker E. A. Antioxidant activity of proteins and peptides // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2008. Vol. 48, no. 5. Р. 430–441. https://doi.org/10.1080/1040 8390701425615.
  23. Tagliazucchi D., Martini S., Solieri L. Bioprospecting for bioactive peptide production by lactic acid bacteria isolated from fermented dairy food // Fermentation. 2019. Vol. 5, no. 4. P. 96. https://doi. org/10.3390/fermentation5040096.
  24. Agafonova A. N., Bagaeva T. V., Kitaevskaya S. V., Romanova N. K., Reshetnik O. A. Study of the influence of lactic acid bacteria on hydrolytic and oxidation processes in stuffed meat // Helix. 2019. Vol. 9, no. 5. Р. 5318–5322. https://doi. org/10.29042/2019-5318-5322.
  25. Китаевская С. В. Исследование резистентности молочнокислых бактерий к низкотемпературной обработке // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. N 23. С. 214–217.
  26. Cao C.-C., Feng M.-Q., Sun J., Xu X.-L., Zhou G.-H. Screening of lactic acid bacteria with high protease activity from fermented sausages and antioxidant activity assessment of its fermented sausages // CyTA – Journal of Food. 2019. Vol. 17, no. 1. Р. 347–354. https://doi.org/10.1080/194763 37.2019.1583687.
  27. Grujić R., Savanović D. Analysis of myofibrillar and sarcoplasmic proteins in pork meat by capillary gel electrophoresis // Foods and Raw Materials. 2018. Vol. 6, no. 2. P. 421–428. http://doi.org/10.21603/2308-4057-2018-2-421-428.
  28. Atanasova J., Moncheva P., Ivanova I. Proteolytic and antimicrobial activity of lactic acid bacteria grown in goat milk // Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2014. Vol. 28, no. 6. Р. 1073–1078. http://doi.org/10.1080/13102818.2014.971487.
  29. Bah C. S., Bekhit A. E.-D. A., Carne A., McConnell M. A. Production of bioactive peptide hydrolysates from deer, sheep and pig plasma using plant and fungal protease preparations // Food Chemistry. 2015. Vol. 176. P. 54–63. https://doi. org/10.1016/j.foodchem.2014.12.025.
  30. Nielsen P. M., Petersen D., Dambmann C. Improved method for determining food protein degree of hydrolysis // Journal of Food Fcience. 2001. Vol. 66, no. 5. Р. 642–646. https://doi.org/10.11 11/j.1365-2621.2001.tb04614.x.
  31. Хамагаева И. С., Жеребятьева О. А., Щёкотова А. В. Протеолитическая активность лактобактерий // Молочная промышленность. 2016. N 11. С. 29–31.
  32. Серба Е. М., Оверченко М. Б., Агашичева К. Л., Римарева Л. В. Универсальный метод определения протеолитической активности ферментных препаратов для пищевой промышленности // Хранение и переработка сельхозсырья. 2010. N 6. С. 33–35.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».