Влияние параметров процесса культивирования дрожжей Saccharomyces cerevisiae в простой периодической культуре на выход биомассы и биосинтез некоторых клеточных компонентов


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-2-175-181

Полный текст:


Аннотация

Рост и размножение промышленно значимых дрожжей Saccharomyces cerevisiae в первую очередь определяется сбалансированностью состава используемой питательной среды. Для предотвращения снижения скорости биотехнологического процесса и достижения оптимального выхода целевого продукта биосинтеза (биомассы) необходимо вносить в питательную среду недостающие питательные вещества (витамины и микроэлементы). В настоящее время имеется много сведений о влиянии различных факторов среды на рост и размножение микроорганизмов. Однако потенциальные возможности микробных культур использованы далеко не полностью, так как при составлении питательных сред до недавнего времени исследователи использовали главным образом методы установления однофакторной зависимости, то есть принцип поочередного изменения в эксперименте каждого фактора среды на фоне постоянного уровня остальных. В данной работе исследуется степень влияния на выход биомассы различных параметров процесса в их взаимодействии, проводится установление многофакторной зависимости, используя методы математического планирования эксперимента. Эти методы дают возможность изучать не только влияние одновременно большого числа факторов, но и позволяют построить математическую модель процесса, а следовательно, выявить количественное значение каждого отдельного фактора и учесть межфакторные взаимодействия в системе. Культивирование дрожжей Saccharomyces cerevisiae проводили в условиях простой периодической культуры. В качестве факторов варьирования использовали: величину инокулята, содержание в среде азота, фосфора и биотина. Используя экспериментальные данные и многофакторный анализ, было обнаружено, что в данных условиях на синтез биомассы более всего влияет содержание биотина в среде. Установлено, что в среде оптимального состава экономический коэффициент не зависит от величины засева. А также показано, что размер фонда свободных аминокислот находится в обратной зависимости от расхода посевного материала: с увеличением начальной плотности популяции количество аминокислот в клетках падает.

Об авторах

Т. В. Меледина
Университет ИТМО
Россия
д.т.н. профессор, кафедра пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья, Кронверкский пр-т, 49, Санкт-Петербург, Россия


В. А. Иванова
Университет ИТМО
ассистент, кафедра пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья, Кронверкский пр-т, 49, Санкт-Петербург, Россия


Х. Разан
Университет ИТМО
аспирант, кафедра пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья, Кронверкский пр-т, 49, Санкт-Петербург, Россия


О. В. Головинская
Университет ИТМО
к.т.н., доцент, кафедра пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья, Кронверкский пр-т, 49, Санкт-Петербург, Россия


И. В. Новикова
Воронежский государственный университет инженерных технологий
д.т.н., профессор, кафедра технологии бродильных и сахаристых производств
пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


А. В. Коростелев
Воронежский государственный университет инженерных технологий
к.т.н., доцент, кафедра технологии бродильных и сахаристых производств
пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


Список литературы

1. Kunze B. Technology malt and beer // Professiya. 2003. P. 912.

2. Annemuller G. Yeast in brewing // Professiya. 2015. P. 428.

3. Bekatorou A., Psarianos C., Koutinas A.A. Production of food grade yeasts // Food Tech. Biotech. 2006. V. 44. P. 407–415.

4. Novakovskaya S.S. Production of baker's yeast // Agropromizdat. 1990. P. 335.

5. Suomalainen H. The effect of biotin deficiency on the synthesis of fatty acids by yeast // Biochim. Biophys. Acta. 1963. V.70. P. 493–503.

6. Meledina T.V. The yeast Saccharomyces cerevisiae.Morphology, chemical composition, metabolism // ITMO University. 2015. P. 88.

7. Oura E., Suomalainen H.Biotin and the metabolism of baker's yeast // J. Inst. Brew. 1978. V. 84. P. 283–287.

8. Bohlscheid J.C., Fellman J.K., Wand X.D. et al. The influence of nitrogen and biotin interactions on the performance of Saccharomyces in alcoholic fermentation // Journal of Applied Microbiology. 2007. V. 102. P. 390–400.

9. Rogers T.O., Lichstein H.C. Regulation of biotin transport in Saccharomyces cerevisiae // J. Bacteriol. 1969. V.100. P. 565–572.

10. Sales K. The LEA-like protein НSР12 in Saccharomyces cerevisiae has a plasma membrane location and protects membranes against desiccation and ethanol-induced stress // Biochim. Biophys. Acta. 2000. V. 1463. P. 267–278.

11. Lillie S.H., Pringle J.R. Reserve carbogydrate metabolism in S.cerevisiae responses to nutrient limitation // J. Bacteriol. 1980. V. 143. P. 1384–1394.

12. Panek A.D. Storage carbogydrates during starvation of yeasts // Ann. Acad. brasil. cienc. 1974. V. 46. P. 329–332.

13. Panek A.D. Trehalose synthesis during starvation of baker’s yeasts // Europ. J. Appl. Microbiol. 1975. V. 2. P. 39–46.

14. Mizunaga T., Kuraishi H., Aida K. Levels of biotin enzymes during unbalanced growth and death of biotin-deficient yeast cells // J. Gen. Appl. Microbiol. 1973. V. 19. P. 1–9.

15. Lowry O.H. Protein measurement with the folin phenol reagent // J. Biol. Chem. 1951. V.13. № 61. P. 265–275.

16. Waterborg, J.H. The Lowry method for protein quantitation // Methods Mol Biol. 1994. V. 32. P. 1–4.

17. Swenson P.O. Aerobic fermentation and the deplation of the amino acid pool In yeasts cells // J. Gen. Physlol. 1963. V. 46. P. 387–403.

18. Moore S. Photometric nin-hydrin method for use in the ehromatography of amino acids // J. biol. Chem. 1948. V. 176. P. 367–388.

19. Moore S. A modified ninhydrin reagent for the photometric determination of amino acids and related compounds // J. biol. Chem. 1954. V. 211. P. 907–913.

20. Moore S., Stein W.H. Chromatographic determination of amino acids by the use of automatic recording equipment // Methods in Enzymology. 1963. V. 6. P. 819–831.

21. Trevelyan W.E. Studies on yeast metabolism. I. Fractionation and microdetermination of cell carbohydrates // Biochem J. 1950. V. .50. № 3. P. 298–303.

22. Trevelyan W.E. Determination of yeast carbohydrates with the anthrone reagent // Nature. 1952. V. 170. P. 626–627.

23. Trevelyan W.E. Studies on yeast metabolism. 5. The trehalose content of baker's yeast during anaerobic fermentation. // Biochem J. 1956a. V. 62. № 2. P. 177–183.

24. Trevelyan W.E. Studies on yeast metabolism. 7. Yeast carbohydrate fractions. Separation from nucleic acid, analysis, and behaviour during anaerobic fermentation // Biochem J. 1956b. V. 63. № 3. P. 23–33.

25. Meledina T.V. Methods of planning and processing the results of scientific research // ITMO. IHBT. 2015. P. 110.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Меледина Т.В., Иванова В.А., Разан Х., Головинская О.В., Новикова И.В., Коростелев А.В. Влияние параметров процесса культивирования дрожжей Saccharomyces cerevisiae в простой периодической культуре на выход биомассы и биосинтез некоторых клеточных компонентов. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018;80(2):175-181. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-2-175-181

For citation: Meledina T.V., Ivanova V.A., Razan H., Golovinskaya O.V., Novikova I.V., Korostelev A.V. Influence of the parameters processes of cultivation of yeast Saccharomyces cerevisiae in simple periodic culture on the yield and biosynthesis of some cellular components. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2018;80(2):175-181. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-2-175-181

Просмотров: 164

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)