Recovery and Characterization of Protein Hydrolysate from Chrome Shavings by Microbial Degradation

Abstract

Chromium containing collagenous solid wastes from the leather tanning industry requires special attention because of the pressure exerted by environmental authorities for safe disposal. Such collagen-rich wastes can be recycled by adapting environmentally suitable and safer methods based on microorganism and/or enzymatic treatment so as to obtain a collagen hydrolysate with potential applications. In the present study, chromium tolerant bacteria were isolated from tannery soil and screened for high proteolytic activity by zone-clearance assay and caseinolytic activity. The most potent bacterium, with a high proteolytic and chromium-tolerant ability was found to degrade about 90% of the chrome shavings in 120 hours and was identified as Alcaligenes faecalis. The hydrolysates at various time intervals of proteolysis were collected, chromium removed and characterized. The hydrolysate was found to have 12% ash and 80% protein or peptides contents after 120 hours of proteolysis with 3.14?2.0?g of chromium/g of protein. Molecular weight profiling done by gel filtration chromatography using sephadex G 25 and tricine-SDS-PAGE electrophoresis revealed that the major component of the hydrolysate was comprised of small peptides in the molecular weight range of 3-30kDa.RESUMENEl cromo que contiene residuos sólidos de colágeno de la industria del curtido de pieles requiere una atención especial debido a la presión ejercida por las autoridades ambientales para su eliminación segura. Tales residuos ricos en colágeno se puede reciclar mediante la adaptación de métodos ambientalmente adecuados y más seguros basadas en microorganismos y/o tratamientos enzimáticos para obtener un hidrolizado de colágeno con aplicaciones potenciales. En el presente estudio, las bacterias tolerantes al cromo fueron aisladas del suelo de la curtiembre y seleccionados por alta actividad proteolítica mediante el ensayo de zona aislada y la actividad caseinolítica. La bacteria más potente, con una alta capacidad proteolítica y tolerancia al cromo degrada aproximadamente el 90% de las virutas de cromo en 120 horas y fue identificada como Alcaligenes faecalis. Los hidrolizados a intervalos de tiempo diferentes de la proteólisis fueron recogidos, el cromo eliminado y caracterizado. El hidrolizado fue encontrado conteniendo 12% de cenizas y un contenido de proteína o péptidos de 80% después de 120 horas de la proteólisis con 3.14?2.0?g de cromo/g de proteína. Perfiles de peso molecular realizados por cromatografía de filtración en gel utilizando Sephadex G 25 y la electroforesis SDS-PAGE en tricina reveló que el principal componente del hidrolizado está compuesto de pequeños péptidos en el intervalo de peso molecular de 3-30kDa