Спосіб виробництва біомаси, що містить фітоїн

Спосіб виробництва біомаси, що містить фітоїн, шляхом інкубації штамів мікроорганізмів, що продукують каротиноїди, до певного рівня накопичення фітоїну, який відрізняється тим, що як продуцент фітоїна використовують штам гриба Blakeslea trispora Pht1+ і Pht1-, який депоновано в Депозитарії Інституту мікробіології і вірусології НАН України за реєстраційним номером Blakeslea trispora ІМВ F-100053, у співвідношенні 1:1-1:12, а інкубацію ведуть у поживному середовищі, що містить воду та джерела вуглецю, азоту і фосфору, а саме борошно кукурудзяне 14-28 г/л, екстракт кукурудзяний згущений 33-60 г/л і олію 16-26 г/л, при постійній аерації повітрям із розрахунку 0,25-1 літр повітря за хвилину на 1 літр загального об'єму поживного середовища до періоду встановлення постійної концентрації фітоїну в біомасі. Винахід стосується біотехнології, зокрема способів одержання мікробного фітоїну, який використовується в медицині, харчовій та парфумерній промисловостях. Фітоїн відноситься до групи каротиноїдів, які синтезуються деякими мікроорганізмами, водоростями та вищими рослинами. Останнім часом ці речовини знайшли широке впровадження у медичній, харчовій, парфумерній та інших галузях господарства. Використання каротиноїдів пов'язано, насамперед, з їх антиоксидантною властивістю. Каротиноїди у живому організмі перешкоджають утворенню злоякісних пухлин, запобігають швидкому і передчасному старінню організму, знешкоджують активні радикали, які у великій кількості утворюються при цукровому діабеті, накопичуючись в шкірі запобігають важенню надлишком сонячного (ультрафіолетового) випромінювання і ін. На відміну від інших каротиноїдів (фітофлуїн, лікопін, β-каротин і ін.), які мають від жовтого, червоно-фіалкового до помаранчевого забарвлення, фітоїн безбарвний, що вигідно відрізняє його від цих сполук. Використання фітоїну як біологічно активної добавки до відповідних середовищ не змінює забарвлення останніх, що важливо у харчовій та парфумерній промисловостях. Приймання препаратів з фітоїном протягом тривалого часу для профілактики захворювань, не призводить до пожовтіння шкіри. Відома публікація (Sanz С, Alvarez М.І., Orejas Μ., Velayos Α., Eslava A.P. and Benito E.P. Interallelic complementation provides genetic evidence for the multimeric organization of the Phycornyces blakesleeanus phytoene dehydrogenase. European Journal of Biochemistry, 2002, v. 269, p. 902-908), в якій описано, що у складі каротиноїдів грибу Phycomyces blakesleeanus було виявлено каротиноїд фітоїн. Публікація має здебільшого описовий характер без приведення способу виробництва фітоїну з даного прототип нами прийнято патент на каротиЯк мікроорганізму. ноїдний препарат (міжнародний патент WO 00/13654 А 61 К 7/00), який розкриває спосіб виробництва фітоїну з мікроводоростІ Dunalielle sp. шляхом її інкубації в певних умовах при заданому (19) UA (11) 86556 (13) C2 (21) a200807510 (22) 02.06.2008 (24) 27.04.2009 (46) 27.04.2009, Бюл.№ 8, 2009 р. (72) СОРОКА ЯРОСЛАВ МИХАЙЛОВИЧ, UA, ДМИТРЕНКО ГАЛИНА МИКОЛАЇВНА, UA, БОНДАР ІРИНА ВОЛОДИМИРІВНА, UA, ТЮРЄНКОВ АЛЄКСЄЙ АЛЄКСАНДРОВІЧ, ТУРІЯНСЬКИЙ ЮРІЙ ДАВІДОВИЧ, UA, ТЮРЄНКОВ ВЛАДІМІР АЛЄКСАНДРОВІЧ (73) ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "НАУКОВО-ВИРОБНИЧЕ ПІДПРИЄМСТВО "ВІТАН", UA (56) RU 2296161 C2, 27.03.2007 UA 71467 A, 15.11.2004 UA 82355 C2, 10.04.2008 UA 200508327 A, 15.11.2005 3 86556 4 освітленні з додаванням хімічного інгібітора для Культивування штамів Blakeslea trispora Pht 1+ переривання шляху синтезу каротиноїдів. і Pht 1- у співвідношенні 1:1 здійснювали у поживНедоліком винаходу є низьке накопичення фіному середовищі, що містить (г/л): тоїну у інкубаційному середовищі (максимум 50 Соняшникова олія - 16 (як джерело вуглецю) мг/л) та використання інгібітора, що приводить до Зелена патока - 38 (як джерело вуглецю) подорожчання процесу та небезпечності кінцевого Кукурудзяний екстракт згущений - 30 (як джепродукту. рело азоту і фосфору) В основу винаходу що заявляється, поставлеВода - до 1 л но задачу створення способу виробництва фітоїнІнкубацію проводили при температурі 27±3°С. вмісної біомаси шляхом інкубації високоактивних Процес інкубації проводили у ферментері, єммутантних штамів Blakeslea trispora у найбільш ність якого складала 1 м3, при постійній аерації ефективному співвідношенні компонентів поживстерильним повітрям, із розрахунку 0,25-1 літр ного середовища для продукування фітоїну, при повітря за хвилину на 1 літр загального об'єму дотриманні інших технологічних параметрів, що поживного середовища. сприяють максимальному накопиченню фітоїну в Для кращого забезпечення інокуляту атмосбіомасі. ферним киснем, процес ферментації вели при Поставлена задача вирішується тим, що у постійному механічному перемішуванні зі швидкісспособі виробництва біомаси,що містить фітоїн, тю 180-220 обертів за хвилину. вирощування мутантних штамів мікроорганізмів, Періодично (4 рази на добу) відбирали проби що продукують каротиноїди здійснюють до певнодля аналізу і визначення відсоткового вмісту фітого рівня накопичення фітоїну. Згідно винаходу, як їну, проведення морфологічного і біохімічного конпродуценти використовують штами Blakeslea тролю, рН і стерильності. За результатами вимірів trispora Pht 1+ і Pht 1- у співвідношенні 1:1 -1:12, а проводили аналіз динаміки накопичення фітоїну в інкубацію ведуть шляхом глибинного біомасі. Після 164 годин інкубації за результатами культивування у рідкому поживному середовищі, трьох послідовних вимірів, що мали збіжність відщо містить джерела вуглецю, азоту і фосфору, при соткового вмісту фітоїну в біомасі, процес фермепостійній аерації повітрям до періоду нтації зупиняли. встановлення постійної концентрації фітоїну в Потім, отриману в результаті інкубації фермебіомасі. Використання високоактивних штамів нтаційну суміш фільтрували, а біомасу фітоїну Blakeslea trispora Pht 1+ і Pht 1- як продуцентів фівисушували у вакуумній гребковій сушарці при тоїну сприяє максимальному використанню генетемпературі в масі не більше ніж 60 °С під вакуутичної здатності даної культури до синтезу фітоїмом до залишкового вмісту вологи в продукті не ну. Штами Pht 1+ і Pht 1- депоновано в Депозитарії більше 7 %. Інституту мікробіології і вірусології НАН України (м. Відповідно до запропонованого способу вміст Київ, Україна) за № Blakeslea trispora 1MB Fфітоїну в біомасі становив 5%. 100053; дата первісного депонування: 11 грудня Приклад 2. 2007р. Виконується аналогічно до прикладу 1, процес Інкубація мікроорганізмів у співвідношеннях інкубації здійснювався у ферментері, ємність якого статевих форм 1:1+1:12 забезпечує високий рівень становила 1 м3. синтезу фітоїну. Культивування штамів Blakeslea trispora Pht 1+ Вирощування штамів-продуцентів на поживі Pht 1- у співвідношенні 1:5 здійснювали у поживному середовищі, компонентами якого є вода та ному середовищі, що містить (г/л): джерела вуглецю, азоту і фосфору, забезпечує Екстракт кукурудзяний згущений - 33 (як дженайбільш ефективний режим зростання культури, рело азоту і фосфору); що сприяє максимальному накопиченню фітоїну. Борошно кукурудзяне - 28 (як джерело вуглеПостійна аерація повітрям в процесі ферменцю); тації забезпечує культуру, яка вирощується, кисОлія ріпака - 16 (як джерело вуглецю); нем, що сприяє її максимальному росту і синтезу Вода водопровідна - до 1 л. фітоїну. Відповідно до запропонованого способу вміст Здійснення процесу інкубації до періоду встафітоїну в біомасі становив 10%. новлення постійної концентрації фітоїну гарантує Приклад 3. максимальну економічну доцільність процесу виВиконується аналогічно до прикладу 1, процес робництва, при якому максимум можливого накоінкубації здійснювався у ферментері, ємність якого пичення фітоїну забезпечується при оптимальних становила 10м3. витратах компонентів поживного середовища. Культивування штамів Blakeslea trispora Pht 1+ Переваги даного способу полягають у тому, і Pht 1- у співвідношенні 1:12 здійснювали у поживщо запропоновані технологічні рішення дозволяному середовищі, що містить (г/л): ють збільшити в декілька разів накопичення фітоїЕкстракт кукурудзяний згущений - 66 (як джену у порівнянні з прототипом, без використання рело азоту і фосфору); хімічно синтезованої сировини в процесі інкубації, Борошно кукурудзяне - 14 (як джерело вуглещо забезпечує безпечність отриманої продукції та цю); її дешевизну. Соняшникова олія - 26 (як джерело вуглецю); Приклади реалізації способу: Вода водопровідна - до 1 л. Приклад 1. Відповідно до запропонованого способу вміст фітоїну в біомасі становив 6%. 5 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 86556 6 Підписне Тираж 28 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