Исследование возможности биосинтеза биологически активных веществ дрожжами и бактериями
- Authors: 1, 1, 1, 1
-
Affiliations:
- Самарский государственный технический университет
- Issue: Vol 1 (2022)
- Pages: 143-144
- Section: Технологии пищевых производств и организация общественного питания
- URL: https://journals.eco-vector.com/osnk-sr/article/view/106606
- ID: 106606
Cite item
Full Text
Abstract
Обоснование. Дрожжи — хорошо изученный и безопасный биообъект. Их часто используются в качестве промышленных продуцентов биологически активных веществ, таких как витамины, гормоны, ферменты, антибиотики. Одним из перспективных биологически активных соединений является производное витамина K — витамин МК-7. Несмотря на то что химический синтез этого соединения многостадийный и достаточно сложный, витамин МК-7 играет значительную роль для нашего организма. Он обеспечивает здоровье сердечно-сосудистой системы, повышает резистентность к инсулину, сохраняет молодость и здоровье кожи, а также участвует в снижении риска появления и развития онкологических заболеваний [1]. В связи с этим исследование микробиологических подходов к биосинтезу витамина МК-7 становится научной и практической задачей.
Цель — исследование компонентного состава липидной фракции дрожжей Rhodotorula glutinis.
Методы. Для биосинтеза витамина МК-7 предполагалось использовать штамм дрожжей рода Rhodotorula из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов НИЦ «Курчатовский институт» — ГосНИИгенетика — Rhodotorula glutinis ВКПМ Y-30.
Для культивирования дрожжей были использованы питательные среды с соотношением азота к углероду 1:30 и 1:40. Культивирование дрожжей проводили двумя способами: в пробирке со скошенной плотной питательной средой в термостате и в конических колбах с жидкой питательной средой вместимостью 250 и 500 мл в шейкере-инкубаторе. Контроль морфологических признаков дрожжей Rhodotorulaglutinis проводили при изучении постоянного препарата.
Для биосинтеза липидной фракции полученную при культивировании биомассу центрифугировали и высушивали в термостате. Сухую биомассу дрожжей последовательно экстрагировали диэтиловым эфиром и хлороформэтанольной смесью, подвергали обработке НСl, после чего проводили повторную экстракцию. Разделение фосфолипидов и триглицеридов проводили добавлением ацетона. Для анализа компонентного состава жирных кислот фосфолипиды и триглицериды были превращены в метиловые эфиры жирных кислот. Полученные образцы метиловых эфиров анализировали на газовом хроматографе с масс-спектрометрическим детектером. Идентификацию пиков проводили по библиотеке масс-спектров [2].
Результаты. При использовании питательной среды с соотношением азота к углероду 1:30 было получено 30 % липидной фракции в пересчете на сухое вещество, а при соотношении 1:40 — 54 % липидной фракции.
Результаты хроматографического анализа показали, что при использовании питательной среды с соотношением азота к углероду 1:30 в липидной фракции присутствуют такие жирные кислоты, как тетрадекановая, пальмитиновая, олеиновая, линолевая и стеариновая. В небольших количествах были идентифицированы: метиловый эфир пентадекановой кислоты и олеиновый спирт. При использовании питательной среды с соотношением азота к углероду 1:40 наблюдалось образование 4 пиков, свидетельствующих о наличии в липидной фракции пальмитиновой, линолевой, олеиновой и стеариновой кислот. Кроме того, в следовых количествах идентифицированы такие соединения, как гептадекан, метиловый эфир тетрадекановой кислоты, тетракозан, гексакозан, гептакозан.
Выводы. Культивирование дрожжей Rhodotorula glutinis на питательных средах с отношением N:С = 1:40 и 1:30 показало, что на среде с более высоким соотношением N:С образуется больше липидной фракции (54 % в сравнении с 30 %). Разделение фосфолипидной и триглицеридной фракции липидной фракции дрожжей Rhodotorula glutinis обнаружило, что преобладающей является фосфолипидная фракция. Был определен также жирнокислотный состав липидной фракции дрожжей Rhodotorula glutinis. Преобладающими жирными кислотами оказались пальмитиновая, линолевая и олеиновая кислоты. Полученные результаты исследования жирнокислотного состава липидной фракции дрожжей Rhodotorula glutinis позволяют перейти к изучению возможности использования данного штамма дрожжей в качестве продуцента витамина МК-7.
Full Text
Обоснование. Дрожжи — хорошо изученный и безопасный биообъект. Их часто используются в качестве промышленных продуцентов биологически активных веществ, таких как витамины, гормоны, ферменты, антибиотики. Одним из перспективных биологически активных соединений является производное витамина K — витамин МК-7. Несмотря на то что химический синтез этого соединения многостадийный и достаточно сложный, витамин МК-7 играет значительную роль для нашего организма. Он обеспечивает здоровье сердечно-сосудистой системы, повышает резистентность к инсулину, сохраняет молодость и здоровье кожи, а также участвует в снижении риска появления и развития онкологических заболеваний [1]. В связи с этим исследование микробиологических подходов к биосинтезу витамина МК-7 становится научной и практической задачей.
Цель — исследование компонентного состава липидной фракции дрожжей Rhodotorula glutinis.
Методы. Для биосинтеза витамина МК-7 предполагалось использовать штамм дрожжей рода Rhodotorula из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов НИЦ «Курчатовский институт» — ГосНИИгенетика — Rhodotorula glutinis ВКПМ Y-30.
Для культивирования дрожжей были использованы питательные среды с соотношением азота к углероду 1:30 и 1:40. Культивирование дрожжей проводили двумя способами: в пробирке со скошенной плотной питательной средой в термостате и в конических колбах с жидкой питательной средой вместимостью 250 и 500 мл в шейкере-инкубаторе. Контроль морфологических признаков дрожжей Rhodotorulaglutinis проводили при изучении постоянного препарата.
Для биосинтеза липидной фракции полученную при культивировании биомассу центрифугировали и высушивали в термостате. Сухую биомассу дрожжей последовательно экстрагировали диэтиловым эфиром и хлороформэтанольной смесью, подвергали обработке НСl, после чего проводили повторную экстракцию. Разделение фосфолипидов и триглицеридов проводили добавлением ацетона. Для анализа компонентного состава жирных кислот фосфолипиды и триглицериды были превращены в метиловые эфиры жирных кислот. Полученные образцы метиловых эфиров анализировали на газовом хроматографе с масс-спектрометрическим детектером. Идентификацию пиков проводили по библиотеке масс-спектров [2].
Результаты. При использовании питательной среды с соотношением азота к углероду 1:30 было получено 30 % липидной фракции в пересчете на сухое вещество, а при соотношении 1:40 — 54 % липидной фракции.
Результаты хроматографического анализа показали, что при использовании питательной среды с соотношением азота к углероду 1:30 в липидной фракции присутствуют такие жирные кислоты, как тетрадекановая, пальмитиновая, олеиновая, линолевая и стеариновая. В небольших количествах были идентифицированы: метиловый эфир пентадекановой кислоты и олеиновый спирт. При использовании питательной среды с соотношением азота к углероду 1:40 наблюдалось образование 4 пиков, свидетельствующих о наличии в липидной фракции пальмитиновой, линолевой, олеиновой и стеариновой кислот. Кроме того, в следовых количествах идентифицированы такие соединения, как гептадекан, метиловый эфир тетрадекановой кислоты, тетракозан, гексакозан, гептакозан.
Выводы. Культивирование дрожжей Rhodotorula glutinis на питательных средах с отношением N:С = 1:40 и 1:30 показало, что на среде с более высоким соотношением N:С образуется больше липидной фракции (54 % в сравнении с 30 %). Разделение фосфолипидной и триглицеридной фракции липидной фракции дрожжей Rhodotorula glutinis обнаружило, что преобладающей является фосфолипидная фракция. Был определен также жирнокислотный состав липидной фракции дрожжей Rhodotorula glutinis. Преобладающими жирными кислотами оказались пальмитиновая, линолевая и олеиновая кислоты. Полученные результаты исследования жирнокислотного состава липидной фракции дрожжей Rhodotorula glutinis позволяют перейти к изучению возможности использования данного штамма дрожжей в качестве продуцента витамина МК-7.
About the authors
Самарский государственный технический университет
Author for correspondence.
Email: anastasia_tulina@mail.ru
магистрант, группа 2-ФПП-20фпп-1М, факультет пищевых производств
Russian Federation, СамараСамарский государственный технический университет
Email: elena.tsareva.978@mail.ru
студентка, группа 3-ФПП-19фпп-4, факультет пищевых производств
Russian Federation, СамараСамарский государственный технический университет
Email: m.davlyatshina@mail.ru
студентка, группа 3-ФПП-19фпп-4, факультет пищевых производств
Russian Federation, СамараСамарский государственный технический университет
Email: e_rudenko@rambler.ru
научный руководитель коллектива авторов, доктор биологических наук, доцент; профессор кафедры «Технология пищевых производств и биотехнология»
Russian Federation, СамараReferences
- Николаева Л.А., Ненахова Е.В. Биологическая роль витаминов в организме. Методы оценки витаминной обеспеченности организма человека. Иркутск: Изд-во ИГМУ, 2014.
- Шульга С.М., Ткаченко А.Ф., Бейко Н.Е., и др. Биосинтез липидов дрожжами Rhodotorula Gracilis // Биотехнология. 2010. № 3. С. 58–64.
Supplementary files
