Использование экстрактов яблочного жмыха для интенсификации биосинтеза эргостерина

Abstract

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 про- изводства 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. The purpose of this study was to study the possibility of using secondary resources for processing apple raw materials in the technology of yeast biosynthesis of ergosterol. Ergosterol is produced on an industrial scale by microbiological synthesis. To increase the efficiency of this process, various approaches are used, including variations of the nutrient media used for yeast cultivation. In the present study, an extract obtained from the waste products of apple juice production was used as a nutrient medium. It was found that apple cake made up more than 70 % of all waste in the production of direct-pressed juice. To intensify the process of extracting valuable components from apple cake, low-frequency ultrasonic exposure was applied in the processing mode of 189 W and 5 min. Two samples of Saccharomyces yeast were selected for the study: dry baking yeast and dry wine yeast. As part of the study, a conditional assessment of the maturity and physiological state of yeast was carried out, which confirmed the possibility of their use for biosynthesis technologies. To assess the potential applicability of apple cake extract as a nutrient mediumm for yeast cultivation, its chemical composition was determined and the titratable acidity value was determined. The results showed a sufficient amount of sugars for the technology of ergosterol synthesis (9.3 %) and an acceptable value of titratable acidity (1.4 %). The effectiveness of ergosterol biosynthesis by yeast on the extract was evaluated in comparison with the control nutrient medium – YP with the addition of glucose. The results of the determination of the ergosterol content after cultivation showed that, regardless of the type of yeast used, the amount of ergosterol was higher when the yeast was cultured on apple cake extracts. At the same time, for baking yeast, the increase was more than 200 % in comparison with the control.