EFFECT OF CHROMIUM IN BLUE HIDES ON ACTIVITY OF MICROBIAL TRANSGLUTAMINASE

Abstract

Microbial transglutaminase (mTgase) has been used in the modification of proteins from sustainable resources to make products that have application in leather production. It has also been successfully used to treat blue stock, prior to addition of the products, for the purpose of stabilizing the fillers and lessening the chance that they will be washed out during further processing steps. There is always a concern that metals may have an effect (either positively or negatively) on the enzyme’s activity and literature has addressed many of these issues. However, one area that has not been addressed is whether chromium may affect activity of mTgase. Even though we have only seen positive results after hide treatment with enzyme, we designed an experiment to elucidate this matter. Using atomic absorption spectroscopy, we first determined the concentration of chromium in the floats during the processing of the hides. When the hides were washed and then neutralized, the concentration of unbound chromium was found to be less than 5 ppm. Next, to test mTgase sensitivity, we carried out activity assays in absence and presence of chromium and found that activity results were similar. We prepared a model system in which gelatin, swollen and solubilized in solutions containing chromium, was reacted with mTgase using standard conditions. It was found, when compared to a control, that the reaction proceeded at the same rate (chemical gel formed in 2 h @ 50°C), and the physical properties and molecular weight distributions (SDS-PAGE) of the products were similar. Finally, epi-fluorescent microscopy studies showed that enzyme-pretreatment, when compared to a control in which no enzyme pretreatment was applied, prevented migration of the fillers during subsequent processing steps. Thus, under the conditions in which we treat wet blue hides, the chromium used to tan the hides does not affect enzyme activity.La transglutaminasa microbiana (mTgase) ha sido utilizada en la modificación de las proteínas procedentes de fuentes sostenibles para productos que tienen aplicación en la producción de cuero. También se ha utilizado con éxito para tratar inventarios de wet blues, antes de la adición de productos rellenantes, con el fin de estabilizarlos y disminuir las probabilidades de que se removieran por lavados durante los siguientes pasos del proceso. Siempre hay una preocupación de que los metales pueden tener un efecto (ya sea positivo o negativo) sobre la actividad de la enzima y la literatura ha abordado muchos de estos temas. Sin embargo, un área que no se ha abordado es si el cromo puede afectar a la actividad de mTgase. Aunque sólo hemos visto resultados positivos después del tratamiento de las pieles con enzimas, hemos diseñado un experimento para dilucidar esta pregunta. Usando espectroscopia de absorción atómica, se determinó por primera vez la concentración de cromo en la flota durante el procesamiento de las pieles. Cuando las pieles se lavan y luego son neutralizadas, la concentración de cromo no fijado fue encontrada menor a 5ppm. A continuación, para poner a prueba la sensibilidad mTgase, llevamos a cabo ensayos de actividad en ausencia y presencia de cromo y encontramos que los resultados de la actividad fueron similares. Hemos preparado un sistema modelo en el que la gelatina, turgente y disuelta en soluciones que contienen cromo, se reaccionó con mTgase bajo condiciones normales. Se constató, en comparación con un control, que la reacción procedió a la misma velocidad (gel químico formado en 2 horas a 50° C), y las propiedades físicas y la distribución del peso molecular (SDS-PAGE) de los productos son similares. Por último, estudios de microscopía epifluorescente mostraron que la enzima pre-tratada, en comparación con un control en el que no se aplicó el tratamiento previo de la enzima, impide la migración de los rellenantes durante los pasos de procesamiento posterior. Así, en las condiciones en que tratamos a los cueros wet blue, el cromo utilizado para curtir las pieles no afecta a la actividad enzimática.