RU2553213C2 - Способ получения биомассы каротинсинтезирующих микроорганизмов - Google Patents
Способ получения биомассы каротинсинтезирующих микроорганизмов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553213C2 RU2553213C2 RU2012122156/10A RU2012122156A RU2553213C2 RU 2553213 C2 RU2553213 C2 RU 2553213C2 RU 2012122156/10 A RU2012122156/10 A RU 2012122156/10A RU 2012122156 A RU2012122156 A RU 2012122156A RU 2553213 C2 RU2553213 C2 RU 2553213C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cultivation
- carotenoids
- hydrogen peroxide
- carotene
- yeast
- Prior art date
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к области культивирования микроорганизмов для получения кормовых продуктов, и может быть использовано в промышленности для получения биомассы каротинсинтезирующих дрожжей как источника каротиноидов. Способ предусматривает культивирование культуры микроорганизма, в качестве которого используют дрожжи Rhodotorula glutinis ВКПМ Y-608 при концентрации пероксида водорода в ферментационной среде 5,0 - 6,5 г/л, внесенного на 24-27 час культивирования, и выдержку не менее 2 часов с получением целевого продукта. Изобретение позволяет повысить выход каротиноидов. 3 табл.,29 пр.
Description
Изобретение относится к области микробиологии, а именно к области культивирования микроорганизмов для получения кормовых продуктов, и может быть использовано в промышленности для получения биомассы каротинсинтезирующих дрожжей как источника каротиноидов.
Известен способ получения каротиноидов с использованием микроводорослей (патент US 2010184194, 22.07.2010). Предлагается способ выращивания микроводорослей, основанный на изменении соотношения источника углерода к азоту в культуральной среде в процессе культивирования с добавлением цитратов и ацетатов, что позволяет повысить выход каротиноидов.
Известен также способ культивирования микроскопических грибов порядка Mucorales, а именно гетероталличного гриба Blakeslea trispora для микробиологического производства β-каротина (патент RU 2211862 С2, 10.09.2001). Предложен состав питательной среды, в которой в качестве органического источника азота предлагается использовать ячменную муку, соевую муку, гречневую муку, кукурузный экстракт, причем массовая доля этих компонентов питания достаточно велика и составляет от 4,0 до 8,0%. Также обязательным компонентом среды является растительное масло (3,0-6,0 мас.%).
Недостатки вышеуказанных способов состоят в том, что для культивирования микроскопических грибов и микроводорослей используют сложные многокомпонентные питательные среды. При этом не уделяется должного внимания подготовке посевного материала.
За прототип выбран способ стимулирования синтеза β-каротина посредством внесения пероксида водорода в культуру гетероталличного гриба Blakeslea trispora (JAE-CHEOL JEONG, 1999).
Сущность способа заключается в совместном культивировании двух штаммов Blakeslea trispora ATCC 14271 (+) и АТСС 14272 (-) на питательной среде следующего состава: 70 г глюкозы, 2 г L-аспарагина, 1 г дрожжевого экстракта, 1,5 г КН2РO4, 0,5 г MgSO4·7H2O, 5 мг тиамина гидрохлорида в 1 л дистиллированной воды. рН питательной среды - 5,5. Культивирование проводят в колбах Эрленмейера объемом 250 мл с содержанием питательной среды 50 мл при 27°С и постоянном встряхивании (180 об/мин). В полуторасуточную культуру Blakeslea trispora вносят 10 µМ пероксида водорода (0,0136 г/л - концентрация пероксида водорода в ферментационной среде). Это позволяет увеличить выход β-каротина на 46%.
Недостатком предлагаемого метода является незначительное увеличение выхода каротиноидов.
Задачей изобретения является увеличение выхода каротиноидов при культивировании каротинсинтезирующих микроорганизмов.
Поставленная задача решается тем, что культивирование микроорганизмов проводят путем последовательных пересевов в количестве не менее 8-10 пассажей при концентрации пероксида водорода в ферментационной среде 5,0-6,5 г/л, внесенного на 24-27 час культивирования, с последующей выдержкой не менее 2 часов, причем в качестве каротинсинтезирующего микроорганизма используют дрожжи Rhodotorula glutinis Y-608.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Объектом исследования являются дрожжи Rhodotorula glutinis ВКПМ Y-608, которые продуцируют такие каратиноиды, как β-каротин, торулин,торулародин. Культивирование дрожжей проводят в колбах Эрленмейера объемом 250 мл с содержанием питательной среды 50 мл на термостатируемой качалке (оптимальная температура 28-30°С) с числом оборотов 200-220 об/мин при начальном значении рН среды 5,5 в течение 4 суток.
Состав среды для культивирования дрожжей Rhodotorula glutinis ВКПМ Y-608, г/л: КН2РO4 - 1,0, (NH4)2SO4 - 5,0, MgSO4·7H2O - 0,5, CaCl2 - 0,1, NaCl - 0,1, дрожжевой экстракт - 0,5, глюкоза - 40,0, вода - водопроводная. Компоненты среды стерилизуют при 0,5 кгс/см2 в автоклаве в течение 30 мин.
Вначале готовят посевной материал. Для этого делают смыв культуры стерильной водой с агаризованной среды и переносят в колбу со стерильной питательной средой. Культивирование проводят 1-1,5 суток.
В колбу с питательной средой вносят посевной материал в количестве 10% об. и культивируют в течение 1 суток. На 24-й час культивирования в колбу с дрожжевой суспензией вносят пероксид водорода в количестве 1,0 г/л (концентрация пероксида водорода в ферментационной среде) и продолжают инкубирование в течение 3 суток. В конце процесса культивирования в биомассе дрожжей определяют содержание каротиноидов.
В конце процесса культивирования в биомассе дрожжей определяют количество каротиноидов. Дрожжевые клетки отделяют от культуральной жидкости центрифугированием в течение 15 мин при 5000 об/мин. Надосадочную жидкость сливают, а оставшиеся капли удаляют с помощью фильтровальной бумаги.
Навеску сырой биомассы растирают в фарфоровой ступке и экстрагируют каротиноиды ацетоном. Экстракт сливают в делительную воронку, а экстракцию проводят до полного обесцвечивания биомассы. Далее каротиноиды в делительной воронке переводят в петролейный эфир. Для получения разделения смеси прибавляют дистиллированную воду. Эфирную фракцию собирают в сухую градуированную пробирку с притертой пробкой. Экстракты фотометрируют на спектрофотометре при длинах волн 450,509 и 537 нм.
Определение концентрации каротиноидов в экстракте, мкг/мл:
С1=3,9·D450+ 1,8· D357-3,6· D509
С2= 5,3·D509-6,7·D537
С3= 6,7·D537-1,1·D509,
где С1 - концентрация β-каротина, С2 - концентрация торулина, С3 - концентрация торулародина, D450 - оптическая плотность экстракта при длине волны 450 нм, D509 - оптическая плотность экстракта при длине волны 509 нм, D537 - оптическая плотность экстракта при длине волны 537 нм.
Определение общего количества каротиноидов, мкг/г АСБ:
А=(С1+С2+С3)·V/m,
где А - общее количество каротиноидов,V - объем экстракта (мл), m - сухой вес биомассы (г), взятой на экстракцию.
В примерах 2-9 культивирование дрожжей проводят, как в примере 1, а концентрация пероксида водорода в ферментационной среде и полученные результаты сведены в таблицу 1.
| Таблица 1 | ||
| Примеры | Концентрация Н2O2 в ферментационной среде, г/л | Содержание каротиноидов, % от контроля |
| контроль | - | 100,0 |
| 1 | 1,0 | 80,9 |
| 2 | 4,0 | 103,7 |
| 3 | 4,5 | 127,4 |
| 4 | 5,0 | 161,9 |
| 5 | 5,5 | 177,8 |
| 6 | 6,0 | 217,2 |
| 7 | 6,5 | 165,7 |
| 8 | 7,0 | 130,0 |
| 9 | 10,0 | 73,7 |
Показано, что пероксид водорода в определенных пределах концентраций оказывает стимулирующее действие на биосинтез каротиноидов дрожжей Rhodotorula glutinis ВКПМ Y-608. Из приведенных примеров 1-9 видно, что при культивировании дрожжей с концентрацией пероксида водорода в ферментационной среде 5,0-6,5 г/л выход каротиноидов увеличивается более чем на 60%, при этом максимальный выход каротиноидов достигается при концентрациии пероксида водорода в ферментационной среде 6,0 г/л и превышает контрольное значение на 117,2%.
В диапазоне концентраций пероксида водорода в ферментационной среде 1,0-4,5 г/л и 7,0-10,0 г/л увеличение выхода каротиноидов незначительно (или ниже контрольного значения) и не превышает заявленного в прототипе.
В примерах 10-14 культивирование дрожжей проводят, как в примере 1, но концентрация пероксида водорода в ферментационной среде составляет 6,0 г/л, а пероксид водорода вносят в среду культивирования на 18, 21, 24, 27 и 30-й часы инкубирования. Полученные результаты сведены в таблицу 2.
| Таблица 2 | |||
| Примеры | Концентрация Н2O2 в ферментационной среде, г/л | Время внесения Н2О2 в ферментационную среду, ч | Содержание каротиноидов, % от контроля |
| контроль | - | - | 100,0 |
| 10 | 6,0 | 18 | 123,7 |
| 11 | 21 | 143,8 | |
| 12 | 24 | 217,2 | |
| 13 | 27 | 194,1 | |
| 14 | 30 | 145,7 | |
Установлено, что существенное влияние на накопление каротиноидов оказывает время внесения пероксида водорода в ферментационную среду. В примерах 10-14 показано, что при внесении пероксида водорода на 24-27 часы культивирования выход каротиноидов увеличивается на 94,1-117,2%.
Пример 15.
Получение культуры первого пассажа. В колбу с питательной средой вносят посевной материал в количестве 10% об., приготовленный в соответствии с примером 1, и культивируют в течение 1 суток. На 24-й час культивирования в колбу с дрожжевой суспензией вносят пероксид водорода в количестве 6,0 г/л (концентрация пероксида водорода в ферментационной среде) и продолжают инкубирование в течение 3 суток. В конце процесса культивирования в биомассе дрожжей определяют содержание каротиноидов.
Пример 16.
Получение культуры второго пассажа. Через 2 часа после внесения пероксида водорода в ферментационную среду культуры первого (предыдущего) пассажа дрожжевую суспензию в количестве 10% об. переносят в колбу с питательной средой и культивируют в течение 1 суток. Через 24 часа культивирования в колбу вносят пероксид водорода в количестве 6,0 г/л и продолжают инкубирование в течение 3 суток. В конце процесса культивирования в биомассе дрожжей определяют содержание каротиноидов.
В примерах 17-29 культивирование дрожжей проводят как в примере 16, но для каждого последующего пассажа в качестве инокулята используют суспензию дрожжей предыдущего пассажа. Полученные результаты сведены в таблицу 3.
| Таблица 3. | ||||
| Пример | Пересев/пассаж № | Характеристики культивирования | ||
| Концентрация Н2О2 в ферментационной среде, г/л | Время внесения Н2О2 в ферментационную среду, ч | Содержание каротиноидов, % от контроля | ||
| контроль | - | - | - | 100,0 |
| 15 | 1 | 6,0 | 24 | 217,2 |
| 16 | 2 | 274,8 | ||
| 17 | 3 | 297,0 | ||
| 18 | 4 | 313,5 | ||
| 19 | 5 | 301,5 | ||
| 20 | 6 | 322,8 | ||
| 21 | 7 | 313,5 | ||
| 22 | 8 | 336,9 | ||
| 23 | 9 | 336,1 | ||
| 24 | 10 | 361,3 | ||
| 25 | 11 | - | - | 358,3 |
| 26 | 12 | 377,0 | ||
| 27 | 13 | 373,9 | ||
| 28 | 14 | 372,0 | ||
| 29 | 15 | 247,6 | ||
Из приведенных примеров видно, что культивирование дрожжей Rhodotorula glutinis ВКПМ Y-608 необходимо проводить при концентрации пероксида водорода в ферментационной среде 5,0-6,5 г/л, внесенного на 24-27 час инкубирования. При этом выход каротиноидов от пассажа к пассажу существенно увеличивается (примеры 15-24) и в 8-10 пассаже выход каротиноидов увеличивается на 236,1-261,3%, что примерно в 3,5 раза больше по сравнению с контролем (примеры 22-24). Показано, что дрожжевая культура, адаптированная к действию пероксида водорода (примеры 25-28), сохраняет свою активность в отношении биосинтеза каротиноидов в течение не менее четырех последовательных пересевов. Учитывая все эти факторы, можно в значительной степени увеличить выход каротиноидов, а адаптированная культуру дрожжей Rhodotorula gkitinis ВКПМ Y-608 может быть использована в промышленности в качестве источника каротиноидов.
Claims (1)
- Способ получения биомассы каротинсинтезирующих микроорганизмов путем внесения в культуру пероксида водорода, отличающийся тем, что культивирование микроорганизмов проводят путем последовательных пересевов в количестве не менее 8-10 пассажей при концентрации пероксида водорода в ферментационной среде 5,0-6,5 г/л, внесенного на 24-27 час культивирования, с последующей выдержкой не менее 2 часов, причем в качестве каротинсинтезирующего микроорганизма используют дрожжи Rhodotorula glutinis ВКПМ Y-608.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012122156/10A RU2553213C2 (ru) | 2012-05-30 | 2012-05-30 | Способ получения биомассы каротинсинтезирующих микроорганизмов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012122156/10A RU2553213C2 (ru) | 2012-05-30 | 2012-05-30 | Способ получения биомассы каротинсинтезирующих микроорганизмов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012122156A RU2012122156A (ru) | 2013-12-10 |
| RU2553213C2 true RU2553213C2 (ru) | 2015-06-10 |
Family
ID=49682592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012122156/10A RU2553213C2 (ru) | 2012-05-30 | 2012-05-30 | Способ получения биомассы каротинсинтезирующих микроорганизмов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2553213C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1544803A1 (ru) * | 1988-05-04 | 1990-02-23 | Институт Микробиологии И Вирусологии Ан Казсср | Штамм дрожжей RноDотоRILа GLUтINIS VaR.GLUтINIS, используемый дл кормлени гидробионтов |
| RU2032667C1 (ru) * | 1991-05-16 | 1995-04-10 | Научно-производственное объединение "Витамины" | Способ получения бета-каротина |
| RU2225394C2 (ru) * | 2000-12-22 | 2004-03-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Технологическая Фармацевтическая Фирма "Полисан" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ β-КАРОТИНА |
| RU2284992C2 (ru) * | 2001-04-24 | 2006-10-10 | Адиссео Франс С.А.С. | Способ получения ксантофилла |
-
2012
- 2012-05-30 RU RU2012122156/10A patent/RU2553213C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1544803A1 (ru) * | 1988-05-04 | 1990-02-23 | Институт Микробиологии И Вирусологии Ан Казсср | Штамм дрожжей RноDотоRILа GLUтINIS VaR.GLUтINIS, используемый дл кормлени гидробионтов |
| RU2032667C1 (ru) * | 1991-05-16 | 1995-04-10 | Научно-производственное объединение "Витамины" | Способ получения бета-каротина |
| RU2225394C2 (ru) * | 2000-12-22 | 2004-03-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Технологическая Фармацевтическая Фирма "Полисан" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ β-КАРОТИНА |
| RU2284992C2 (ru) * | 2001-04-24 | 2006-10-10 | Адиссео Франс С.А.С. | Способ получения ксантофилла |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JEONG J.C. et.alll., A unique pattern of mycelial elongation of Blakeslea trispora and its effect on morphological characteristics and Blacesllea trispora and its effect on morphological characteristics and beta-carotine synthesis. Curr. Microbiol., 2001, mar 42(3), p. 225-228. * |
| LIU. Y.S., WU. J.Y., Hydrogen peroxide astaxantin biosynthesis and catalase activity in Xantophyllomyces dendrorhous, Appl. microbial biotechnol, 2006, dec.73(3), p. 663-668. MADHOUR A., et al., Biosynthesis of the Xantophyll plectaniaaxantin as a stress response in the red yeast Dioszegia (tremellales, heterobasidiomycetes, fungi)., phytochemistry, 2005, nov. 66(22), p.2617-2626. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012122156A (ru) | 2013-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liang et al. | Use of sweet sorghum juice for lipid production by Schizochytrium limacinum SR21 | |
| Ördög et al. | Changes in lipid, protein and pigment concentrations in nitrogen-stressed Chlorella minutissima cultures | |
| Carvalho et al. | Production of Monascus biopigments: an overview | |
| AU2016399463C1 (en) | Omega-7 fatty acid composition, methods of cultivation of Tribonema for production of composition and application of composition | |
| US8778660B2 (en) | Method for increasing algae growth and the use thereof in production of algae-derived biofuels and other chemical | |
| Ahmed et al. | Effects of various process parameters on the production of g-linolenic acid in submerged fermentation | |
| CN102864111B (zh) | 一株产二十二碳六烯酸的裂殖壶菌菌株 | |
| JPWO2014157077A1 (ja) | ユーグレナ属微細藻類、多糖類の製造方法、及び有機化合物の製造方法 | |
| CN100526451C (zh) | 一株产苝醌化合物的竹黄菌株 | |
| WO2012077799A1 (ja) | 高いスクワレン産生能を有する新規微生物及びこれによるスクワレンの製造方法 | |
| KR102167513B1 (ko) | 건조 배양 방법을 통한 헤마토코쿠스 플루비알리스의 아스타잔틴의 생산 증대방법 | |
| US20160230192A1 (en) | Triterpenoids high yielding strain of antrodia cinnamomea and use thereof | |
| Korumilli et al. | Carotenoid production by Bacillus clausii using rice powder as the sole substrate: pigment analyses and optimization of key production parameters | |
| Maldonade et al. | Selection and characterization of carotenoid-producing yeasts from Campinas region, Brazil | |
| WO2012047120A1 (en) | Heterotrophic microbial production of xanthophyll pigments | |
| US20170081693A1 (en) | Process for preparing carotenoids by submerged fermentation with mixed cultures of (+) and (-) strains of the fungus blakeslea trispora | |
| RU2381270C1 (ru) | ШТАММ БАКТЕРИЙ Clostridium acetobutylicum - ПРОДУЦЕНТ БУТАНОЛА, АЦЕТОНА И ЭТАНОЛА | |
| Tkáčová et al. | Screening of carotenoid-producing strains isolated from natural sources | |
| RU2716106C1 (ru) | Способ получения полиненасыщенных жирных кислот с высоким содержанием арахидоновой кислоты в липидах воздушного мицелия гриба Mortierella alpina (варианты) | |
| RU2553213C2 (ru) | Способ получения биомассы каротинсинтезирующих микроорганизмов | |
| Nouska et al. | Saccharomyces cerevisiae and Kefir Production using Waste Pomegranate Juice, Molasses, and Whey. | |
| CN113512504B (zh) | 一株产虾青素菌株及其应用 | |
| Al-Turki et al. | Isolation and characterization of carotenoid producing yeasts from Qassim region | |
| KR101058246B1 (ko) | 코엔자임 ｑ10 생성능을 가지는 로도박터 스페어로이즈를 이용한 코엔자임 ｑ10의 대량생산 방법 | |
| RU2785792C1 (ru) | Способ приготовления питательной среды для культивирования дрожжей xanthophyllomyces dendrorhous (phaffia rhodozyma) на основе соевой мелассы и дрожжевого экстракта |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20131107 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20131107 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160531 |