Возможность использования вторичного сырья в качестве питательной среды для синтеза эргостерола дрожжами вида Saccharomyces cerevisiae
Автор: Калинина Ирина Валерьевна, Ни Даниил Дмитриевич, Черняев Степан Сергеевич, Мерлина Екатерина Валерьевна, Абдуллина Альфия Рушановна, Фаткуллин Ринат Ильгидарович
Рубрика: Биохимический и пищевой инжиниринг
Статья в выпуске: 4 т.8, 2020 года.
Бесплатный доступ
Эргостерол (эргостерин), известный как предшественник витамина D2, широко используется в различных отраслях пищевой промышленности и медицине. Химический синтез эргостерола является сложным, многостадийным и очень затратным процессом. По этой причине промышленное получение эргостерола в настоящее время осуществляется путем биосинтеза с применением различных микроорганизмов, растительных клеток и микроводорослей. Среди дрожжей наибольшее распространение для получения эргостерола получили Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces uvarum, Saccharomyces carlsbergensis, Saccharomyces ellipsoideus. Целью настоящего исследования стало изучение интенсивности биосинтеза эргостерола двумя образцами дрожжей Saccharomyces cerevisiae при использовании питательных сред на основе экстрактов яблочного жмыха с различным содержанием глюкозы (от 1 до 15 %) как основного источника углерода для питания дрожжей. На первом этапе исследований была проведена оценка степени зрелости дрожжей путем микроскопии окрашенного раствором Люголя препарата дрожжей как одного из важных показателей технологической пригодности дрожжевой культуры для синтеза и накопления эргостерола. Исследования биосинтеза эргостерола проводились путем определения его количественного содержания в биомассе дрожжей через 12, 24, 36 и 48 часов брожения. Полученные результаты показали, что характер протекания процесса биосинтеза эргостерола для обоих образцов дрожжей был схожим, и количественное содержание глюкозы в питательной среде оказало весомое влияние на интенсивность данного процесса. Так, недостаток глюкозы привел к резкому снижению эффективности накопления эргостерола дрожжевыми клетками, через 48 часов количество эргостерола составило 2,0-2,5 %. Избыток же глюкозы привел к значительному временному сдвигу фазы активного синтеза эргостерола дрожжами, примерно на 12 часов. Было установлено, что среди исследуемых образцов наиболее эффективно синтез эргостерола протекал при содержании глюкозы в питательной среде 8 %.
Биосинтез эргостерола, дрожжи saccharomyces cerevisiae, питательная среда, содержание глюкозы
Короткий адрес: https://sciup.org/147234324
IDR: 147234324 | DOI: 10.14529/food200408
Список литературы Возможность использования вторичного сырья в качестве питательной среды для синтеза эргостерола дрожжами вида Saccharomyces cerevisiae
- Бабьева, И.П. Биология дрожжей / И.П. Бабьева, И.Ю. Чернов. - М.: Изд-во МГУ, 2004. - 239 с.
- Бирюзова, В.И. Ультраструктурная организация дрожжевой клетки / В.И. Бирюзова. - М.: Наука, 1993. - 224 с.
- Борисова, С.В. Использование дрожжей в промышленности и / С.В. Борисова, О.А. Решет ник, З.Ш. Мингалеева. - СПб.: ГИОРД, 2008. - 216 с.
- Калинина, И.В. Оценка эффективности процесса биосинтеза этанола дрожжами рода Saccharomyces / И.В. Калинина, Р.И. Фат куллин, Н.В. Попова, А .Р. Шарипова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». - 2018. - Т. 6, № 4. - С. 74-82. DOI: 10.14529/food180410
- Кретова Ю.И. Актуальные аспекты обеспечения качества сырьевых компонентов в технологии производства напитков/ Ю.И. Кре ова, И.В. Калинина // Ве ник ВГУИТ. -2017. - Т. 79, № 1 (71). - С. 169-177.
- Клунова, С.М. Биотехнология / С.М. Клунова, Т.А. Егорова, Е.А. Живухина. - М. : Издательский центр «Академия», 2010. -256 с.
- Меледина Т.В. Физиологиче кое о-стояние дрожжей: учебн. пособие / Т.В. Ме-ледина, С.Г. Давыденко, Л.М. Васильева. -СПб.: НИУИТМО; ИХиБТ, 2013. - 48 с.
- Паймулина, А .В. Влияние полисахаридов бурых водоро лей на проце ы жизнедея-т ельност и дрожжей Saccharomyces Cerevisiae / А .В. Паймулина, И.Ю. Пот ороко, И.В. Калинина // Вест ник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». - 2020. - Т. 8, № 3. - С. 90-98. DOI: 10.14529/food200311
- Палагина, К.К. Технологические расче-ы дрожжевого производ ва / К.К. Палагина. - М. : Пищевая промышленность, 2008. -4 .
- Уст инова, А .С. Влияние углеводного о ава вы ококонцен рированного ячменного сусла на бродильную активность спиртовых дрожжей / А .С. Уст инова, Н.В. Барако-ва, Е.В. Бори ова // Производ во пир а и ликероводочных изделий. - 2013. - № 3. -С. 37-40.
- Apweiler E., Sameith K., Margaritis T., Brabers N., van de Pasch L., Bakker L.V., van Leenen D., Holstege F.C., Kemmeren P. Yeast glucose pathways converge on the transcription-al regulation of trehalose biosynthesis // BMC Genomics. - 2012. - V. 13. - P. 239.
- Alexandre H., Rousseaux I., Charpentier C. Ethanol adaptation mechanisms in Saccharo-myces cerevisiae // Biotechnol. Appl. Biochem. -1994. - V. 20 (Pt 2). - P. 173-183.
- Blaga, A. C., Ciobanu, С, Cagcaval, D., Galaction, A. Enhancement of ergosterol production by Saccharomyces cerevisiae in batch and fed-batch fermentation processes using n-dodecane as oxygen-vector // Biochemical Engineering Journal. - 131 (2018). - P. 70-76.
- He, X., Huai, W., Tie, C., Liu Y., Zhang, B. Breeding of high ergosterolproducing yeast strains // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. - 25 (2000). - Pp. 39-44.
- Hounsa C.G., Brandt E.V., Thevelein J., Hohmann S., Prior B.A. Role of trehalose in survival of Saccharomyces cerevisiae under osmotic stress // Microbiology. - 1998. - V. 144. - P. 671-680.
- Pahlman A.K., Granath K., Ansell R., Hohmann S., Adler L. The yeast glycerol 3-phosphatases Gpp1p and Gpp2p are required for glycerol biosynthesis and differentially involved in the cellular responses to osmotic, anaerobic, and oxidative stress // J. Biol. Chem. - 2001. -V. 276. - P. 3555-3563.
- Parks, L.W., Crowley J.H., Leak, F.W., Smith S.J., Tomeo, M.E. Use of sterol mutants as probes for sterol functions in the yeast Saccha-romyces cerevisiae Crit. Rev. // Biochem. Mol. Biol. - 34 (1999). - P. 399-404.
- Siderius M., Van Wuytswinkel O., Reijenga K.A., Kelders M., Mager W.H. The control of intracellular glycerol in Saccharomyces cerevisiae influences osmotic stress response and resistance to increased temperature // Mol. Microbiol. - 2000. - V. 36. - P. 1381-1390.
- Shobayashi, M., Mitsueda, S., Ago, M., Fujii, T. Iwashita, K., Iefuji Effects of culture conditions on ergosterol biosynthesis by Saccha-romyces cerevisiae // Biosci. Biotechnol. Biochem. - 69 (2005). - P. 2381-2388.
- Souza, C.M., Schwabe, T.M., Pichler, H., Ploier B., Leitner, E., Guan, X.L., Wenk, M.R, Riezman, I., Riezman H. A stable yeast strain efficiently producing cholesterol instead of ergosterol is functional for tryptophan uptake, but not weak organic acid resistance // Metab. Eng., 13 (2011). - P. 555-569.
- Stanley D., Bandara A., Fraser S., Chambers P.J., Stanley G.A. The ethanol stress response and ethanol tolerance of Saccharomyces cerevisiae // J. Appl. Microbiol. - 2010. -V. 109. - P. 13-24.
- Tan T., Zhang M., Cao H. Ergosterol production by fed-batch fermentation of Saccha-romyces cerevisiae // Enz. Microb. Technol. -33 (2003). - P. 366-370.
