Возможность использования вторичного сырья в качестве питательной среды для синтеза эргостерола дрожжами вида Saccharomyces Cerevisiae

Abstract

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 при-чине 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 %. Ergosterol (ergostrein), known as the precursor to vitamin D2, is widely used in various food and medical industries. The chemical synthesis of ergosterol is a complex, multistep, and very costly process. For this reason, the industrial production of ergosterol is currently carried out by biosynthesis using various microorganisms, plant cells and microalgae. Among yeasts, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces uvarum, Saccharomyces carlsbergensis, and Saccharomyces ellipsoideus are most widely used to produce ergosterol. The aim of this study was to study the intensity of ergosterol biosynthesis by two samples of Saccharomyces cerevisiae yeast using nutrient media with different glucose content (from 1 to 15 %) as the main carbon source for yeast nutrition. At the first stage of the research, the degree of yeast maturity was assessed by microscopy of a yeast preparation stained with Lugol's solution, as one of the important indicators of the techno-logical suitability of a yeast culture for the synthesis and accumulation of ergosterol. Studies of ergosterol biosynthesis were carried out by determining its quantitative content in yeast biomass after 12, 24, 36 and 48 hours of fermentation. The results obtained showed that the nature of the process of ergosterol biosynthesis for both yeast samples was similar, and the quantitative content of glucose in the nutrient medium had a significant impact on the intensity of this process. So, the lack of glucose led to a sharp decrease in the efficiency of accumulation of ergosterol by yeast cells, after 48 hours the amount of ergosterol was 2.0–2.5 %. Excess glucose led to a significant time shift in the phase of active synthesis of ergosterol by yeast, by about 12 hours. It was found that among the studied samples, the synthesis of ergosterol proceeded most effectively when the glucose content in the nutrient medium was 8 %.