ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ В КАЧЕСТВЕ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ СИНТЕЗА ЭРГОСТЕРОЛА ДРОЖЖАМИ ВИДА SACCHAROMYCES CEREVISIAE

Ирина Валерьевна Калинина, Даниил Дмитриевич Ни, Степан Сергеевич Черняев, Екатерина Валерьевна Мерлина, Альфия Рушановна Абдуллина, Ринат Ильгидарович Фаткуллин

Аннотация


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 %.

Ключевые слова


биосинтез эргостерола; дрожжи Saccharomyces cerevisiae; питательная среда; содержание глюкозы

Полный текст:

PDF

Литература


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 / С.В. Борисова, О.А. Решетник, З.Ш. Мингалеева. – СПб.: ГИОРД, 2008. – 216 с.

Калинина, И.В. Оценка эффективности процесса биосинтеза этанола дрожжами рода Saccharomyces / И.В. Калинина, Р.И. Фаткуллин, 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. Кретова, И.В. Калинина // Вестник 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. –

с.

Меледина Т.В. Физиологическое состояние дрожжей: учебн. пособие / Т.В. Меледина, С.Г. Давыденко, Л.М. Васильева. – СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2013. – 48 с.

Паймулина, А.В. Влияние полисахаридов бурых водорослей на процессы жизнедеятельности дрожжей Saccharomyces Cerevisiae / А.В. Паймулина, И.Ю. Потороко, И.В. Калинина // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». – 2020. – Т. 8, № 3. – С. 90–98. DOI: 10.14529/food200311.

Палагина, К.К. Технологические расчеты дрожжевого производства / К.К. Палагина. – М.: Пищевая промышленность, 2008. – 54 с.

Устинова, А.С. Влияние углеводного состава высококонцентрированного ячменного сусла на бродильную активность спиртовых дрожжей / А.С. Устинова, Н.В. Баракова, Е.В. Борисова // Производство спирта 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 transcriptional 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, Caşcaval, D., Galaction, A. Enhancement of ergosterol production by Saccharomyces cerevisiae in batch and fedbatch fermentation processes using n-dodecane as oxygenvector // Biochemical Engineering Journal. – 131 (2018). – Р. 70–76.

He, X., Huai, W., Tie, C., Liu Y., Zhang, B. Breeding of high ergosterolproducing yeast strains // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. – 25 (2000). – Рр. 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 Saccharomyces cerevisiae Crit. Rev. // Biochem. Mol. Biol. – 34 (1999). – Р. 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). – Р. 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). – Р. 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 Saccharomyces cerevisiae // Enz. Microb. Technol. – 33 (2003). – Р. 366–370.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.