Штамм дрожжей liромyсеs sтаrкеyi - источник липидов
Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается нового штамма дрожжей, используемого для получения липидов на средах с оттеком ксилита, которые могут быть использованы при получении кормовых препаратов. Целью изобретения является получение нового штамма дрожжей, содержащего более высокое количество липидов при высокой степени конверсии источника углерода. Штамм ZIPOMYCES STARKEYI ОК - 29 (ВКПМ Y- 715) получен из музейного штамма LIPOMYCES STARKEYI ВКМ-219 путем многократного рассева на средах с оттеком ксилита с последующим отбором наиболее активных вариантов. С целью достижения высокого выхода липидов штамм культивируют на среде с минеральными солями при PH 5,0 - 5,5 и температуре 26 - 28°С. В качестве единственного источника углерода используют отход производства ксилита-оттек, представляющий собой смесь многоатомных спиртов, деминирующим компонентом которой является ксилит. В результате культивирования нового штамма дрожжей на указанной среде выход липидов достигает 17,6 г/л. 6 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
is ЕЯЗМ
flkiE"!ft г i ьА .й!54 1li!Fl
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Би1БГИО1i= ;À
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
УРН ГКНТ CCCP
1 (21) 4360588/30-13 (22) 01. 12.87 (46) 07.02.90. Бюл. 1 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт микробиологических производств и Институт микробиологии АН БССР (72) Л.B.Ðoìàíoâà, M.В.Залашко и И,Н.Стригайло (53) 663.15 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р" 1335567, кл. С 12 N 1/16, 1986.
Изв. АН БССР, сер,биол.наук, 1983, 1 и, с, 47-51. (54) ШТАММ ДРО)ИЕЙ LIPOMYCFS STARKFYI
ИСТОЧНИК ПИПИДОВ (57) Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается нового штамма дрожжей, используемого для получения липидов на средах с оттеком ксилита, которые могут быть ис" пользованы при получении кормовых
Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается нового штамма, используемого для получения липидов на средах с оттеком ксилита, которые могут быть использованы при получении биологически активных препаратов для сельскохозяйственных животных и птицы, Целью изобретения является получение нового штамма дрожжей, содержащего более высокое количество липидов при высокой степени конверсии источника углерода.
„„SU„, 1541249 А1 (51) 5 С 12 М 1/16, С 12 Р 7/64//
//(С 12 N1/16,,С 12 К 1:00) 2 препаратов. Целью изобретения являет" ся получение нового штамма дрожжей, содержащего более высокое количество липидов при высокой степени конверсии источника углерода. Штамм Lipomyces всат еуi ОК-29 (ВКПМ Y-715) получен из музейного штамма Lipomyces starkeyi BKM-219 путем многократного рассева на средах с оттеком ксилита с последующим отбором наиболее. активных вариантов. С целью достижения высокого выхода липидов штамм культивируют на среде с минеральными солями при рН 5,0-5,5 и температуре 26-28 С. В качестве единственного источника углевода используют отход производст- а
Ж ва ксилита-оттек, представляющии собой смесь многоатомных спиртов, доминирующим компонентом которой является ксилит. В результате культивирования нового штамма дрожжей на указа iHQH среде выход липидов достигает
17,6 г/л. 6 табл. Ф 4
В качестве источника липидов используется новый. штамм дрожжей Ироmyces starkeyi 0K-79 (BK11M У-715), отличающийся повышенным синтезом липидов на средах, содержащих в качестве источника углерода многоатомные спирты; составляющие углеродсодержащую основу оттека ксилита, Получен нетоксичный штамм дрожжей, обладающий уникальным свойством синтезировать биомассу с высоким содержанием липидов на отходе производства ксилита — оттеке, в состав которого
1541?49 входит смесь полиолов, доминирующим компонентом которой. является ксилит, Состав углеродсодержащей части оттека кси.пита следующий, I: глицерин
1,34-2,87; эритрит 4,21-4,45, арабит
15,75-l9,50; ксилит 59,37-62,84; дульцит 0,29-1,54; сорбит 11,8216,02 (в настоящее время э от субстрат не находит должного применения 10 .и накапливается на предприятиях).
Штамм 1.ipomyces starkeyi ОК-29 получен методом многоступенчатой селекции из музейного штамма Lipomyces
starkeyi BKM-219, который является лучшйм из 102 музейных штаммов, проверенных на способность к росту и липидообразованию на средах с оттеком ксилита (табл.1 и 2}.
Способность к утилизации оттека различных видов дрожжей приведена в табл.1.
Как показано в табл.1, не все исследованные штаммы способны утилизировать смесь многоатомных спиртов.
Наибольшее количество таких культур обнаружено среди рр. Candida Cryptococcus, Toru1opsis, Debaryomyces, где они составляют 60-65 от числа исследованных штаммов. Способность к утилизации оттека у представителей других родов .выражена слабее.
Исследование накопления биомассы и липидов отобранными дрожжами показывает значительный разброс в эначе" ниях этих показателей даже у представителей одного рода. Самый высокий уровень накопления .,ипидов отмечен у дрожжей Candida sp., Cryptococcus, sp,, I.ipomyces sp, Однако стабильность
40 липидообразования наблюдается только у отдельных штаммов р. Lipomyces и у
Lipomyces starkeyi ВКМ-219.
Данные роста и липидообразования дрожжей на среде с оттеком приведены в табл.2.
Полученный штамм депонирован во
Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмов института "ВНИИГенетика" под номером ВКПИ У-715.
Штамм получают следующим образом, Дрожжи I,. starkeyi ВКМ-219 рассевают на агаризованную среду следующего состава, г/л: оттек 50; (NH ) ЕГО, 0,2; NH 0,2; ОяО1 0,1; агар-агар 34. В наиболее крупных колониях визуально (методом микроскопирования с предварительным окрашиsaнием клеток красителем) определяют наличие липидов. Отобранные варианты проверяют на способность к росту и липидообразованию в условиях глубинного культивирования, которое проводят в колбах Эрленмейера емкостью 250 мл с 100 мл среды указанного состава на качалке (220 об/ /мин) в течение 5 сут при 28 С. После многократных рассевов и анализа лучших вариантов отобран штамм Lipomyces starkeyi ОК-29. Культура 1.ipomyces starkeyi ОК-29 хранится в музее культур ВНИИ микробиологических производств, а также в коллекции промышленных микроорганизмов "ВНИИГенетика". Условия хранения: культура хранится на агаризованном сусле (6-7 Б, 3Ф агар-агара) при рН 5-6 и температуре 4-5 С. Пересев производится 1-2 раза в год, При хранении в течение. одного года уровень биосинтетической активности не изменяется. Штамм дрожжей I.ipomyces starkeyi ОК-?9 имеет следующую характеристику. Иорфолого-культуральные свойства. Рост в жидком сусле: у недельной культуры клетки имеют круглую или овальную форму, некоторые почкующиеся, в клетках присутствуют одна или несколько капель жира. Круглые клетки имеют размер 4-10 р в диаметре, овальные — (4-7)х(4,6-8,5)Р. Культура образует плотный осадок. Рост на сусло-агаре: у недельной культуры клетки круглые или овальные, крупные. Круглые клетки имеют размер 4-10 в диаметре, овальные - (3-8,5)х х(5-1О} Н. После месяца выращивания на скошенном агаре биомасса имеет светло-бежевый цвет, матовую поверхность и вязкую консистенцию. Отдельная колония имеет гладкую матовую поверхность, профиль выпуклый, край ровный, Рост культуры на пластинках с картофельным агаром: мицелий или псевдомицелий не образует., Образование аскоспор: аскоспоры образует, Физиолого-б.,охимические признаки ° Штамм непатогенен, нетоксичен, так как получен иэ исходного нетоксичного штамма 1.ipomvc«s. starkeyi BKM-219 без применения мутагенных факторов. Отношение к киспороду: аэроб. Отношение к рН: растет в широких пределах рН ст 3,0 дс 7,0 с оптимумом 5,0-5,5. 5 15412 Отношение к температуре: оптимум для роста 28-30 С, максимум - 36 С. Брожение сахаров: сахара не сбраживает. Ассимиляция источников углерода: глюкоза + инулин + галактиол + галактоза + растворимый Д-маннитол + L-сорбоэа + крахмал + Д-глюцитол + мальтоза + D-ксилоза + L-метил-Д- >О сахароза + этанол + глюкозид + трегалоза + глицерол + Д,L-молочная мелибиоэа + эритритол + кислотарафиноэа + рибитол + ДопоЛнительно проверенные источни- 15 ки углерода: ксилитол +, сорбитол +, арабитол +. Ассимиляция нитратов: не ассимилируют, Рост на витаминдефицитной среде 20 положительный. Рост на агаризованной среде с 501 глюкозы и дрожжевым экстрактом отсутствует. Пример 1. Для культивирова- 25 ния дрожжей готовят среду следующего. состава, г/л: (ЬН+) НРО, О,?; ХН Н РС 2,0; NgSO+0,1; K SO„0,2; СаС1 0,1. В качестве источника углерода используют оттек ксилита в количестве 4/ >0 по сумме полиолов. Исходное значение рН 4,5-5,0. Срезу разливают в конические колбы емкостью 0,5 л по 200 мл и стерилизуют при 3/4 атм в течение 30 мин. В качестве посевного материала используют двухсуточную культуру дрожжей, выращенную на среде того же состава при тех же условиях культивирования, которую вносят в количестве 14 от суммы полиолов среды. 40 Колбы помещают на качалку с 220 об/мин при 28 С. Время культивирования 5 сут. По окончании процесса выращивания биомассу дрожжей отделяют центрифугированием. В ней определяют 45 содержание липидов и их жирнокислотный состав. Выход биомассы определяют весовым методом. Липиды экстрагируют серным эфиром после предварительного гидролиза биомассы 10/-ной соляной кислотой. Содержание многоатомных спиртов в среде определяют колориметрически. Жирно-кислотный состав липидов определяют методом ГЖХ (табл.3). При культивировании в.указанных условиях выход биомассы составляет 17,4 г/л. Выход липидов при этом равен 8,4 г/л. Липиды характеризуются 49 6 хорошим качественным составом и высокой степенью ненасыщенности> что приближает их к природным маслам (табл ° 3). Высокое содержание ненасыщенных жирных кислот является отличительной особенностью липидов, полученных при выращивании штамма на среде с оттеком ксилита. Пример 2. Культивирование дрожжей осуществляют в условиях и на среде, аналогичной примеру 1, но содержание источника углерода оттека, составляет 6> (по содержанию полиолов) . Выход липидов при этом составляет 12,9 г/л, а биомассы 25,1 г/л. Пример 3. Культивирование дрожжей осуществляют в лабораторных ферментерах (емкостью 3 л) с принудительной аэрацией. Состав среды аналогичен примеру 2. Интенсивность аэрации 6,0 л/мин, температура 28-30 С, время ферментации 48 ч, В условиях интенсивной аэрации выход биомассы составляет 29,9 г/л, а липидов 17,6 г/л. Таким образом, достаточное снабжение культуры кислородом позволяет увеличить эффективность процесса и сократить время ферментации, Пример 4. Для культивирования дрожжей используют питательную среду следующего состава, г/л: (NH,>) HPO4 0,2; ИН Н РО4.",О, содержание оттека по сумме полиолов 43,> Условия культивирования аналогичны примеру 1. Выход липидов при использовании модифицированной с целью удешевления среды составляет 8,1 г/л> а биомассы 16,5 г/л. Штамм, полученный по примеру 4 может расти на минимальной среде, в состав которой входят лишь соли азота. Пример 5. Культивирование дрожжей осуществляют аналогично примеру 1, но в белковом режиме, т.е. концентрация оттека составляет 2ь (по сумме полиолов) вместо 44. Полученная биомасса (8,6 г/л) содержит 34>9 липидов и 25, 14 протеина. С помощью предлагаемого штамма, полученного по примеру 5, возможно получение не только липидов,- но и белково-липидных биомасс за счет изменения соотношения С:N в среде. Выход липидов и биомассы дрожжей при использовании различных источников углерода представлен в табл.4, 1541249 а рост и липидообразование дрожжей Lipomyces starkeyi 0K-29 на средах с оттеком ксилита — в табл,5. Формула и зобретения Штамм дрожжей Lipomyces starkeyi ВКПМ У-715 - источник липидов. Т а б л и ц а 1 Число штаммов Род Исследо- Растут на Ф от исследованвано среде с ных культур оттеком 25,0 20 0 Табли ца 2 Липиды, 4 от веса сухо" биомассы Биомасса, г/л Количество проверенных штаммов Дрожжи 5,6-12,5 8.„10 1 7,9-13,3 7,9-10 2 6,1-7,7 5,4-9,6 8,9-9,1 5,6-6,9 3,6 1О 9 Таблица 3 Содержание, Жирные кислоты ь Миристиновая С1 ц пентадециловая С 5 0 Пал ьмити новая Сц Маргариновая С„., Стеариновая С ц. „ Олеиновая С, . 1 Линолевая С,, Сумма ненасыщенных жирных кислот Сумма насыщенных жирных кислот 0,54 0 39 28,91 0,38 4,41 50,99 13 59 67,37 32,63 Candida Cryptococcus Lipomyces Hansenula Torulopsis Debaryomyces Rhodotorula Rhodospori-. Й злпп Sp o rob ol omy c e s Endomycopsis Tr ichos oron Candida Cryptococcus Lipomyces Hansenula Torulopsis Rhodo ги1а Rhodosporidium Sporobolomyces Endomycopsis Trichosporon 10 24 13 4 3 65,0 0 О, 0 37,5 60 9 0 63,0 41 7 33,3 1,2-35,3 7,4-33,4 18,4-28,7 6,7-8,4 1,4-10,1 6,3-6,7 2,8-4,3 4,4 5,7 1541249 Таблица 4 Дрожжи Источник углерода, r/è Ксилит Сорбит Арабит Майнит био" липи- био" липи- био- липиды масса ды масса ды масса био- липиды масса Rhodotorula glutinis 8,8 1,25 8)0 1,41 8,4 1,42 8,1 1,45 Lipomyces starkeyi 0K-29 13,5 6,72 14,7 5,81 13,8 6,28 13,9 5 12 Таблица 5 Концентрация оттека s среде, 4 (по сумме полиолов Экономический коэффициент, штамм Время культивирования, Ц БиоЛипиды, г/л масса, г/л Rhodotorula glutinis Lipomyces starkeyi ОК-29: в колбах в колбах в ферментерах мийимальная среда белковый 6,45 34,5 120 13,8 120 17,4 8,43 43,5 120 25,1 12,90 41,8 48 29,9 17,60 49,8 6 120 165 810 41 3 120 8,6 3,00 43 5 режим Составитель 3.фалунина Редактор И.Дербак Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска Заказ 263 Тираж 492 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101
