Спосіб одержання метаболітів з поверхнево-активними і емульгувальними властивостями

Спосіб одержання метаболітів з поверхневоактивними і емульгувальними властивостями, що включає культивування Rhodococcus erythropolis ІMB Ас-5017 на рідкому середовищі, що містить мінеральні солі, джерело вуглецю і енергії, а також внесення у середовище на початку стаціонарної фази росту продуцента фумарату і цитрату, який відрізняється тим, що концентрація фумарату і цитрату становить 0,07-0,08 %. (19) (21) u201002787 (22) 11.03.2010 (24) 27.09.2010 (46) 27.09.2010, Бюл.№ 18, 2010 р. (72) ПИРОГ ТЕТЯНА ПАВЛІВНА, ТАРАСЕНКО ДМИТРО ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ЯЦУК ДМИТРО ВАЛЕРІЙОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ 3 53084 змогу знизити кількість солей у середовищі культивування та підвищити синтез метаболітів з емульгувальними властивостями. Експериментально доведено, що внесення на початку стаціонарної фази росту продуцента у середовище 0,07-0,08 % фумарату і цитрату дає змогу знизити у 3 рази вміст солей у середовищі культивування R. erythropolis ІMB Ас-5017 та підвищити у 1,6-2,2 разів індекс емульгування розбавленої у 50 разів культуральної рідини. Спосіб здійснюється наступним чином. Культивування R. erythropolis ІMB Ас-5017 здійснюють на рідкому мінеральному середовищі такого складу (г/л): KNO3 - 1,0; NaCl - 1,0; Na2HPO4 - 0,6; KН2РО4 - 0,14; MgSO4 7H2O - 0,1; FeSO4 7H2O 0,001, pH 6,8-7,0. Як джерело вуглецю і енергії використовують етанол і гексадекан у концентрації 2 % (об'ємна частка). Як посівний матеріал використовують культуру R. erythropolis ІMB Ас-5017 з середини експоненційної фази (44-48 год росту), вирощену на рідкому середовищі з 1,0 % (об'ємна частка) етанолу або гексадекану. Кількість посівного матеріалу становить 5 % від об'єму середовища. На початку стаціонарної фази росту (58-60 год) у середовище вносять 0,07-0,08 % фумарату і цитрату. Цитрат натрію і фумарат натрію добавляють у середовище у вигляді 10 %-них розчинів. Культивування здійснюють у колбах об'ємом 750 мл з 100 мл середовища на качалці (320 об/хв) при 30°С, рН 6,8-7,0 упродовж 100 год. Використання нового способу дає змогу знизити у 3 рази вміст солей у середовищі культивування (з 9 до 2,85 г/л) і підвищити у 1,6-2,2 рази індекс емульгування розбавленої у 50 разів культуральної рідини (з 40-60 до 88-98 %). Приклад 1. Вплив фумарату і цитрату на синтез поверхнево-активних речовин за умов росту R. 4 erythropolis ІMB Ас-5017 на середовищах різного складу Культивування R. erythropolis ІMB Ас-5017 здійснюють на рідкому мінеральному середовищі 1 (прототип) такого складу (г/л): КН2РО4 - 6,8; NaOH - 1,0; NH4NO3 - 0,6; MgSO4 7H2O - 0,4; СаСl2 2Н2О - 0,1; FeSO4 7H2O - 0,001; рН 6,8-7,0; а також на середовищі 2 (г/л): KNO3 - 1,0; NaCl - 1,0; Na2HPO4 - 0,6; KН2РО4 - 0,14; MgSO4 7H2O - 0,1; FeSO4 7H2O - 0,001, рН 6,8-7,0. Як джерело вуглецю і енергії використовують гексадекан і етанол у концентрації 2 % (об'ємна частка). Як посівний матеріал використовують культуру R. erythropolis ІMB Ас-5017 з середини експоненційної фази (4448 год росту), вирощену на рідкому середовищі з 1,0 % (об'ємна частка) етанолу або гексадекану. Концентрація посівного матеріалу становить 5 % від об'єму середовища. На початку стаціонарної фази росту (58-60 год) у середовище вносять фумарат натрію у концентрації 0,2 %, а також цитрат натрію у концентрації 0,1 % (згідно прототипу). Культивування здійснюють у колбах об'ємом 750 мл з 100 мл середовища на качалці (320 об/хв) при 30 °С, рН 6,8-7,0 упродовж 100 год. Синтез ПАР оцінюють за показником умовної концентрації ПАР (ПАР*), який визначають як ступінь розведення вільної від клітин культуральної рідини у точці збільшення поверхневого натягу на кривій залежності поверхневого натягу від логарифму значення розведень. Абсциса точки перетину кривої відповідає значенню умовної концентрації ПАР та виражається в безрозмірних одиницях. Значення показника ПАР* за умов росту штаму ІMB Ас-5017 на середовищах різного складу наведено у табл. 1. Таблиця 1 Синтез поверхнево-активних речовин під час культивування R. erythropolis ІMB Ас-5017 на середовищах різного складу за присутності фумарату (0,2 %) і цитрату (0,1 %) Середовище 1 (прототип) 2 Умовна концентрація ПАР (ПАР*) за умов росту на етанолі гексадекані 5,1 6,6 5,1 6,6 Як видно з наведених у табл. 1 даних, показники синтезу ПАР є однаковими за умов росту R. erythropolis ІMB Ас-5017 на обох середовищах. У подальших дослідженнях культивування продуцента здійснювали на середовищі 2, оскільки воно значно дешевше (містить у 3 рази менше солей, ніж середовище 1). Приклад 2. Визначення оптимальної для синтезу ПАР концентрації фумарату і цитрату у середовищі культивування R. erythropolis ІMB Ас-5017. Культивування R. erythropolis ІMB Ас-5017 здійснюють на рідкому мінеральному середовищі такого складу (г/л): KNO3 - 1,0; NaCl - 1,0; Na2HPО4 - 0,6; KН2РО4 - 0,14; MgSO4 7H2O - 0,1; FeSO4 7H2O - 0,001, pH 6,8-7,0. Як джерело вуглецю і енергії використовують гексадекан і етанол у концентрації 2 % (об'ємна частка). Як посівний матеріал використовують культуру R. erythropolis ІMB Ас-5017 з середини експоненційної фази (4448 год росту), вирощену на рідкому середовищі з 1,0 % (об'ємна частка) етанолу або гексадекану. Концентрація посівного матеріалу становить 5 % від об'єму середовища. На початку стаціонарної фази росту (58-60 год) у середовище вносять фумарат натрію і цитрат натрію у концентрації 0,060,09 %. Культивування здійснюють у колбах об'ємом 750 мл з 100 мл середовища на качалці (320 об/хв) при 30°С, рН 6,8-7,0 упродовж 100 год. Значення показника ПАР* залежно від концентрації фумарату і цитрату у середовищі культивування наведено у табл. 2. 5 53084 6 Таблиця 2 Синтез ПАР R. erythropolis ІMB Ас-5017 залежно від концентрації фумарату і цитрату у середовищі з етанолом і гексадеканом Концентрація фумарату і цитрату, % Без фумарату і цитрату (контроль) Цитрат, 0,06 + фумарат, 0,06 Цитрат, 0,06 + фумарат, 0,07 Цитрат, 0,06 + фумарат, 0,08 Цитрат, 0,06 + фумарат, 0,09 Цитрат, 0,07 + фумарат, 0,06 Цитрат, 0,07 + фумарат, 0,07 Цитрат, 0,07 + фумарат, 0,08 Цитрат, 0,07 + фумарат, 0,09 Цитрат, 0,08 + фумарат, 0,06 Цитрат, 0,08 + фумарат, 0,07 Цитрат, 0,08+ фумарат, 0,08 Цитрат, 0,08 + фумарат, 0,09 Цитрат, 0,09 + фумарат, 0,06 Цитрат, 0,09 + фумарат, 0,07 Цитрат, 0,09 + фумарат, 0,08 Цитрат, 0,09 + фумарат, 0,09 Отже, найвищий показник ПАР* спостерігається за умови внесення у середовище як з етанолом, так і гексадеканом фумарату і цитрату у концентрації 0,07-0,08 %. За таких умов культивування показник ПАР* підвищується у 1,61,8 разів порівняно з вирощуванням продуцента на середовищі без фумарату і цитрату. Приклад 3. Синтез емульгатора за умов росту R. erythropolis ІMB Ас-5017 на середовищі з фумаратом і цитратом Умовна концентрація ПАР (ПАР*) за умов росту на етанолі гексадекані 3,0 3,6 3,2 4,2 3,3 4,4 3,5 4,4 3,6 4,5 4,3 6,0 5,1 6,6 5,1 6,6 4,9 6,3 4,7 6,2 5,1 6,6 5,1 6,6 5,0 6,2 4,8 5,7 4,7 5,6 4,7 5,8 4,6 5,5 Культивування R. erythropolis ІMB Ac-5017 здійснюють в умовах, описаних вище. Як джерело вуглецю і енергії використовують гексадекан і етанол у концентрації 2 % (об'ємна частка). На початку стаціонарної фази росту у середовище вносять фумарат і цитрат (0,07-0,08 %). Синтез емульгатора оцінюють за показником індексу емульгування (Е24, %) розбавленої у 50 разів культуральної рідини. Як субстрат для емульгування використовують соняшникову олію. Таблиця 3 Вплив фумарату і цитрату на синтез емульгатора за умов росту R. erythropolis ІMB Ас-5017 на середовищі з етанолом і гексадеканом Показник Е24, % (1:49) за умов росту на Концентрація фумарату і цитрату, % Без фумарату і цитрату (контроль) Цитрат, 0,07 + фумарат, 0,07 Цитрат, 0,07 + фумарат, 0,08 Цитрат, 0,08 + фумарат, 0,07 Цитрат, 0,08 + фумарат, 0,08 Таким чином, за присутності фумарату і цитрату (0,07-0,08 %) у середовищі з етанолом і гексадеканом показник індексу емульгування підвищується в 1,6 і 2,2 разів відповідно, Отже, використання запропонованого способу дає змогу знизити у 3 рази (з 9 до 2,85 г/л) вміст Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко етанолі 60 98 97 98 97 гексадекані 40 85 84 88 87 солей у середовищі культивування R. erythropolis ІMB Ас-5017 та підвищити у 1,6-2,2 разів (з 40-60 до 88-98 %) індекс емульгування розбавленої у 50 разів культуральної рідини. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601