ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКСТРАКТОВ ЯБЛОЧНОГО ЖМЫХА ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ БИОСИНТЕЗА ЭРГОСТЕРИНА

Ирина Валерьевна Калинина, Наталья Владимировна Науменко, Ринат Ильгидарович Фаткуллин, Сонауайн Шириш, Дарья Сергеевна Степанова, Даниил Дмитриевич Ни, Степан Сергеевич Черняев

Аннотация


Целью настоящего исследования стало изучение возможности использования вторичных ресурсов переработки яблочного сырья в технологии дрожжевого биосинтеза эргостерина. Эргостерин в промышленных масштабах получают путем микробиологического синтеза. Для повышения эффективности этого процесса используют различные подходы, в том числе вариации питательных сред, используемых для культивирования дрожжей. В настоящем исследовании в качестве питательной среды использовался экстракт, полученный из отходов производства яблочного сока. Было установлено, что яблочный жмых составил более 70 % всех отходов при получении сока прямого отжима. Для интенсификации процесса извлечения ценных компонентов из яблочного жмыха было применено ультразвуковое низкочастотное воздействие в режиме обработки 189 Вт и 5 мин. Для исследования было выбрано два образца дрожжей вида Saccharomyces: сухие хлебопекарные и сухие винные. В рамках исследования была проведена условная оценка зрелости и физиологического состояния дрожжей, которая подтвердила возможность их использования для технологий биосинтеза. Для оценки потенциальной применимости экстракта яблочного жмыха в качестве питательной среды для культивирования дрожжей был определен его химических состав и установлено значение титруемой кислотности. Результаты показали достаточное для технологии синтеза эргостерина количество сахаров (9,3 %) и приемлемое значение титруемой кислотности (1,4 %). Эффективность биосинтеза эргостерина дрожжами на экстракте оценивали в сопоставлении с контрольной питательной средой – YP с добавлением глюкозы. Результаты определения содержания эргостерина после культивирования показали, что независимо от вида используемых дрожжей количество эргостерина было выше при культивировании дрожжей на экстрактах яблочного жмыха. При этом, для хлебопекарных дрожжей прирост составил более 200 % в сравнении с контролем.

Ключевые слова


биосинтез эргостерина; вторичные ресурсы; яблочный жмых; ресурсосберегающие технологии; ультразвуковое воздействие

Полный текст:

PDF

Литература


Бабьева, И.П. Биология дрожжей / И.П. Бабьева, И.Ю. Чернов. – М.: Изд-во МГУ, 2004. – 239 с.

Калинина, И.В. Оценка эффективности процесса биосинтеза этанола дрожжами рода Saccharomyces / И.В. Калинина, Р.И. Фаткуллин, Н.В. Попова, .Р. Шарипова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». – 2018. – Т. 6, № 4. – С. 74–82. DOI: 10.14529/ food180410

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

Паймулина, .В. Влияние полисахаридов бурых водорослей на процессы жизнедеятельности дрожжей Saccharomyces Cerevisiae / .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. 6. Потери продовольствия и пищевые от-ходы. – http://www.fao.org/policy-support/ policy-themes/food-loss-food-waste/ru/

Устинова .С., Баракова Н.В., Борисова Е.В. Влияние углеводного состава высоко-концентрированного ячменного сусла на бродильную активность спиртовых дрожжей // 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 Saccharomyces 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 fed-batch fermentation processes using n-dodecane as oxygen-vector // Biochemical Engineering Journal. – 2018. – V. 131. – P. 70–76.

He, X., Huai, W., Tie, C., Liu Y., Zhang, B. Breeding of high ergosterolproducing yeast strains // J Ind Microbiol Biotechnol. – 2000. – V. 25. – P. 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.

Huang L., Cao Y., Xu H., Chen G., Separation and purification of ergostero-landstigmasterol in Anoectochilusroxburghii (wall) Lindl by high-speedcounter-current chromatography // J. Sep. Sci. – 2011 – V. 34. – P. 385–392.

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.

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. – 2011. – V. 13. – P. 555–569.

Tan, T., Zhang, M., Cao, H. Ergosterol production by fed-batch fermentation of Saccharomyces cerevisiae // Enz. Microb. Technol. – 2003. – V. 33. – P. 366–370.

Vosvik J., Hrncirik P., Nahlik J., Mares J., Adaptive control of Saccharomyces cerevisiae yeasts fed batch cultivations // Chem. Biochem. Eng. Q. – 2013. – V. 27. – P. 297–306.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.