Study of the native microflora of soybean meal as a potential source of new industrial producers

Abstract

Способность сои расти в различных климатических условиях и почвах делает ее универсальной и одной из наиболее широко выращиваемых масличных культур. В связи с возрастанием объемов переработки соевых бобов образуется огромное количество отходов. Переработка и снижение объёма пищевых отходов является важной задачей, влияющей на экологические и экономические показатели предприятий-производителей. Соевый шрот – хороший источник белков, углеводов, минералов и может быть использован для культивирования микроорганизмов, а также для получения с их помощью ценных биологически активных соединений и продуктов с высокой добавленной стоимостью. В работе представлены результаты исследования представителей нативной микрофлоры соевого шрота в условиях повышенной влажности. Проведена 2-, 5-, 7- и 9-суточная ферментация, для получения микробных изолятов использовали метод поверхностного и глубинного культивирования. Отобранные образцы культуральной жидкости, полученной при ферментации соевого шрота, проявляли протеолитическую и липазную активность. Максимальная активность щелочных протеаз зафиксирована на 9-е сут ферментации – 77,71 ед/мл, для кислых протеаз на 5-е сут – 26,29 ед/мл. Наибольшая липазная активность определена на 9-е сут ферментации и составила 11,50 моль триацилглицеринов/мл. В процессе работы по морфологическим признакам выявлено 94 изолята микроорганизмов. Метагеномный анализ таксономического состава микрофлоры проводили с помощью секвенирования на платформе Illumina. В процессе анализа суспензии соевого шрота обнаружено более 44 родов бактерий и 16 родов грибов. Наибольшее процентное содержание пришлось на бактерии родов Weisella, Leuconostoc, Paucibacter, Enterococcus, Bacillus, Anaerocolumna и Stenotrophomonas. Из грибов преобладали дрожжи родов Saccharomyces, Dipodascus, Pichia, Wickerhamomyces и Issatchenkia. Полученные изоляты представляют интерес в качестве промышленных продуцентов полезных метаболитов (ферментов, пигментов, органических кислот и др.). Дальнейшая работа направлена на идентификацию микроорганизмов для определения их видовой принадлежности, чтобы подобрать оптимальные условия культивирования и выявить их полезные свойства. The ability of soybeans to grow in a variety of climates and soils makes it versatile and one of the most widely grown oilseed crops. Due to the increasing volume of soybean processing, a huge amount of waste is generated. Recycling and reducing the volume of food waste is an important task that affects the environmental and economic performance of manufacturing enterprises. Soybean meal is a good source of proteins, carbohydrates, minerals and can be used for cultivating microorganisms, as well as obtaining, with their help, valuable biologically active compounds and products with high added value. The paper presents the results of a study of representatives of the native microflora of soybean meal under conditions of high humidity. Fermentations of 2, 5, 7 and 9 days were carried out; surface and submerged cultivation methods were used to obtain microbial isolates. Selected samples of soybean meal culture liquid exhibited proteolytic and lipase activity. The maximum activity of alkaline proteases was recorded on the 9th day of fermentation – 77.71 U/ml, for acid proteases on the 5th day – 26.29 U/ml. The highest lipase activity was determined on the 9th day of fermentation and amounted to 11.50 mol triacynglycerols/ml. During the work, 94 isolates of microorganisms were identified based on morphological characteristics. Metagenomic analysis of the taxonomic composition of microflora was carried out using sequencing on the Illumina platform. During the analysis of soybean meal suspension, more than 44 genera of bacteria and 16 genera of fungi were discovered. The largest percentage was accounted for by bacteria of the genera Weisella, Leuconostoc, Paucibacter, Enterococcus, Bacillus, Anaerocolumna and Stenotrophomonas. The predominant fungi were yeasts of the genera Saccharomyces, Dipodascus, Pichia, Wickerhamomyces and Issatchenkia. The obtained isolates are of interest as industrial producers of useful metabolites (enzymes, pigments, organic acids, etc.). Further work is aimed at identifying microorganisms to determine their species in order to select optimal cultivation conditions and identify their beneficial properties.