CZ201896A3 - Přísada ke zvýšení produkce pigmentů v submerzních kulturách mikroskopických hub a způsob její výroby - Google Patents
Přísada ke zvýšení produkce pigmentů v submerzních kulturách mikroskopických hub a způsob její výroby Download PDFInfo
- Publication number
- CZ201896A3 CZ201896A3 CZ2018-96A CZ20180096A CZ201896A3 CZ 201896 A3 CZ201896 A3 CZ 201896A3 CZ 20180096 A CZ20180096 A CZ 20180096A CZ 201896 A3 CZ201896 A3 CZ 201896A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- production
- nitrogen
- sucrose
- ratio
- culture
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000000049 pigment Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 241000233866 Fungi Species 0.000 title claims abstract description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims abstract description 32
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 32
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims abstract description 32
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000003531 protein hydrolysate Substances 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 5
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 abstract description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 30
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 27
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 25
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 17
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 14
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 9
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 8
- 229920001503 Glucan Polymers 0.000 description 8
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 8
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 8
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 8
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 8
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 8
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 8
- 235000010633 broth Nutrition 0.000 description 7
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 239000001054 red pigment Substances 0.000 description 6
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 5
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 5
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 5
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 5
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 5
- 238000004362 fungal culture Methods 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 241001540766 Talaromyces purpureogenus Species 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 235000012751 sunset yellow FCF Nutrition 0.000 description 4
- 239000004173 sunset yellow FCF Substances 0.000 description 4
- 235000012756 tartrazine Nutrition 0.000 description 4
- 239000004149 tartrazine Substances 0.000 description 4
- JEBFVOLFMLUKLF-IFPLVEIFSA-N Astaxanthin Natural products CC(=C/C=C/C(=C/C=C/C1=C(C)C(=O)C(O)CC1(C)C)/C)C=CC=C(/C)C=CC=C(/C)C=CC2=C(C)C(=O)C(O)CC2(C)C JEBFVOLFMLUKLF-IFPLVEIFSA-N 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- 241000985513 Penicillium oxalicum Species 0.000 description 3
- 241000228341 Talaromyces Species 0.000 description 3
- 235000013793 astaxanthin Nutrition 0.000 description 3
- 239000001168 astaxanthin Substances 0.000 description 3
- 229940022405 astaxanthin Drugs 0.000 description 3
- 235000012733 azorubine Nutrition 0.000 description 3
- 238000013452 biotechnological production Methods 0.000 description 3
- 235000012730 carminic acid Nutrition 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YSVBPNGJESBVRM-UHFFFAOYSA-L disodium;4-[(1-oxido-4-sulfonaphthalen-2-yl)diazenyl]naphthalene-1-sulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC=C2C(N=NC3=C(C4=CC=CC=C4C(=C3)S([O-])(=O)=O)O)=CC=C(S([O-])(=O)=O)C2=C1 YSVBPNGJESBVRM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- OAIJSZIZWZSQBC-GYZMGTAESA-N lycopene Chemical compound CC(C)=CCC\C(C)=C\C=C\C(\C)=C\C=C\C(\C)=C\C=C\C=C(/C)\C=C\C=C(/C)\C=C\C=C(/C)CCC=C(C)C OAIJSZIZWZSQBC-GYZMGTAESA-N 0.000 description 3
- 229960004999 lycopene Drugs 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- KBPHJBAIARWVSC-XQIHNALSSA-N trans-lutein Natural products CC(=C/C=C/C=C(C)/C=C/C=C(C)/C=C/C1=C(C)CC(O)CC1(C)C)C=CC=C(/C)C=CC2C(=CC(O)CC2(C)C)C KBPHJBAIARWVSC-XQIHNALSSA-N 0.000 description 3
- UJMBCXLDXJUMFB-UHFFFAOYSA-K trisodium;5-oxo-1-(4-sulfonatophenyl)-4-[(4-sulfonatophenyl)diazenyl]-4h-pyrazole-3-carboxylate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)C1=NN(C=2C=CC(=CC=2)S([O-])(=O)=O)C(=O)C1N=NC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 UJMBCXLDXJUMFB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- FYGDTMLNYKFZSV-URKRLVJHSA-N (2s,3r,4s,5s,6r)-2-[(2r,4r,5r,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,4r,5r,6s)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1[C@@H](CO)O[C@@H](OC2[C@H](O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-URKRLVJHSA-N 0.000 description 2
- 229920002498 Beta-glucan Polymers 0.000 description 2
- 241000235553 Blakeslea trispora Species 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- UPYKUZBSLRQECL-UKMVMLAPSA-N Lycopene Natural products CC(=C/C=C/C=C(C)/C=C/C=C(C)/C=C/C1C(=C)CCCC1(C)C)C=CC=C(/C)C=CC2C(=C)CCCC2(C)C UPYKUZBSLRQECL-UKMVMLAPSA-N 0.000 description 2
- JEVVKJMRZMXFBT-XWDZUXABSA-N Lycophyll Natural products OC/C(=C/CC/C(=C\C=C\C(=C/C=C/C(=C\C=C\C=C(/C=C/C=C(\C=C\C=C(/CC/C=C(/CO)\C)\C)/C)\C)/C)\C)/C)/C JEVVKJMRZMXFBT-XWDZUXABSA-N 0.000 description 2
- 229930182559 Natural dye Natural products 0.000 description 2
- JKQXZKUSFCKOGQ-LQFQNGICSA-N Z-zeaxanthin Natural products C([C@H](O)CC=1C)C(C)(C)C=1C=CC(C)=CC=CC(C)=CC=CC=C(C)C=CC=C(C)C=CC1=C(C)C[C@@H](O)CC1(C)C JKQXZKUSFCKOGQ-LQFQNGICSA-N 0.000 description 2
- QOPRSMDTRDMBNK-RNUUUQFGSA-N Zeaxanthin Natural products CC(=C/C=C/C=C(C)/C=C/C=C(C)/C=C/C1=C(C)CCC(O)C1(C)C)C=CC=C(/C)C=CC2=C(C)CC(O)CC2(C)C QOPRSMDTRDMBNK-RNUUUQFGSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- JKQXZKUSFCKOGQ-LOFNIBRQSA-N all-trans-Zeaxanthin Natural products CC(=C/C=C/C=C(C)/C=C/C=C(C)/C=C/C1=C(C)CC(O)CC1(C)C)C=CC=C(/C)C=CC2=C(C)CC(O)CC2(C)C JKQXZKUSFCKOGQ-LOFNIBRQSA-N 0.000 description 2
- 239000004176 azorubin Substances 0.000 description 2
- 239000004106 carminic acid Substances 0.000 description 2
- OIQPTROHQCGFEF-UHFFFAOYSA-L chembl1371409 Chemical compound [Na+].[Na+].OC1=CC=C2C=C(S([O-])(=O)=O)C=CC2=C1N=NC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 OIQPTROHQCGFEF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 229940080423 cochineal Drugs 0.000 description 2
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 2
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 2
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 2
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 2
- 235000002864 food coloring agent Nutrition 0.000 description 2
- 230000003308 immunostimulating effect Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 235000012661 lycopene Nutrition 0.000 description 2
- 239000001751 lycopene Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000000978 natural dye Substances 0.000 description 2
- 235000021049 nutrient content Nutrition 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 239000004172 quinoline yellow Substances 0.000 description 2
- 235000012752 quinoline yellow Nutrition 0.000 description 2
- FZUOVNMHEAPVBW-UHFFFAOYSA-L quinoline yellow ws Chemical compound [Na+].[Na+].O=C1C2=CC=CC=C2C(=O)C1C1=NC2=C(S([O-])(=O)=O)C=C(S(=O)(=O)[O-])C=C2C=C1 FZUOVNMHEAPVBW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000029219 regulation of pH Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- ZCIHMQAPACOQHT-ZGMPDRQDSA-N trans-isorenieratene Natural products CC(=C/C=C/C=C(C)/C=C/C=C(C)/C=C/c1c(C)ccc(C)c1C)C=CC=C(/C)C=Cc2c(C)ccc(C)c2C ZCIHMQAPACOQHT-ZGMPDRQDSA-N 0.000 description 2
- SWGJCIMEBVHMTA-UHFFFAOYSA-K trisodium;6-oxido-4-sulfo-5-[(4-sulfonatonaphthalen-1-yl)diazenyl]naphthalene-2-sulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].C1=CC=C2C(N=NC3=C4C(=CC(=CC4=CC=C3O)S([O-])(=O)=O)S([O-])(=O)=O)=CC=C(S([O-])(=O)=O)C2=C1 SWGJCIMEBVHMTA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010930 zeaxanthin Nutrition 0.000 description 2
- 239000001775 zeaxanthin Substances 0.000 description 2
- 229940043269 zeaxanthin Drugs 0.000 description 2
- JKQXZKUSFCKOGQ-JLGXGRJMSA-N (3R,3'R)-beta,beta-carotene-3,3'-diol Chemical compound C([C@H](O)CC=1C)C(C)(C)C=1/C=C/C(/C)=C/C=C/C(/C)=C/C=C/C=C(C)C=CC=C(C)C=CC1=C(C)C[C@@H](O)CC1(C)C JKQXZKUSFCKOGQ-JLGXGRJMSA-N 0.000 description 1
- SULYDLFVUNXAMP-WKOQKXSESA-N (9ar)-3-hexanoyl-9a-methyl-6-[(e)-prop-1-enyl]furo[3,2-g]isochromene-2,9-dione Chemical compound C1=C2C=C(\C=C\C)OC=C2C(=O)[C@@]2(C)C1=C(C(=O)CCCCC)C(=O)O2 SULYDLFVUNXAMP-WKOQKXSESA-N 0.000 description 1
- GZCWLCBFPRFLKL-UHFFFAOYSA-N 1-prop-2-ynoxypropan-2-ol Chemical compound CC(O)COCC#C GZCWLCBFPRFLKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QZQXRZXYWVQWAY-UHFFFAOYSA-N 8-(9h-fluoren-9-ylmethoxycarbonylamino)octanoic acid Chemical compound C1=CC=C2C(COC(=O)NCCCCCCCC(=O)O)C3=CC=CC=C3C2=C1 QZQXRZXYWVQWAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000013563 Acid Phosphatase Human genes 0.000 description 1
- 108010051457 Acid Phosphatase Proteins 0.000 description 1
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 description 1
- WLDHEUZGFKACJH-ZRUFZDNISA-K Amaranth Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].C12=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C2C=C(S([O-])(=O)=O)C(O)=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C2=CC=CC=C12 WLDHEUZGFKACJH-ZRUFZDNISA-K 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000351920 Aspergillus nidulans Species 0.000 description 1
- 101000765308 Aspergillus niger N-(5'-phosphoribosyl)anthranilate isomerase Proteins 0.000 description 1
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 241000221204 Cryptococcus neoformans Species 0.000 description 1
- 241000195634 Dunaliella Species 0.000 description 1
- 102000016942 Elastin Human genes 0.000 description 1
- 108010014258 Elastin Proteins 0.000 description 1
- 241000589565 Flavobacterium Species 0.000 description 1
- 241000589564 Flavobacterium sp. Species 0.000 description 1
- 241000223192 Fusarium sporotrichioides Species 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000015696 Interleukins Human genes 0.000 description 1
- 108010063738 Interleukins Proteins 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 240000002129 Malva sylvestris Species 0.000 description 1
- 235000006770 Malva sylvestris Nutrition 0.000 description 1
- XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N Melanin Natural products O=C1C(=O)C(C2=CNC3=C(C(C(=O)C4=C32)=O)C)=C2C4=CNC2=C1C XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCUYNKMUDZHGNK-UHFFFAOYSA-N Monascorubramine Natural products CCCCCCCC(=O)C1=C2C=C3C=C(NC=C3C(=O)C2(C)OC1=O)C=CC QCUYNKMUDZHGNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000228347 Monascus <ascomycete fungus> Species 0.000 description 1
- 241001095209 Monascus sp. (in: Fungi) Species 0.000 description 1
- 241001139337 Mycobacterium lacticola Species 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 241001030146 Rhodotorula sp. Species 0.000 description 1
- SULYDLFVUNXAMP-UHFFFAOYSA-N Rubropunctatin Natural products C1=C2C=C(C=CC)OC=C2C(=O)C2(C)C1=C(C(=O)CCCCC)C(=O)O2 SULYDLFVUNXAMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282849 Ruminantia Species 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 241000078521 Spongiococcum Species 0.000 description 1
- OIQPTROHQCGFEF-QIKYXUGXSA-L Sunset Yellow FCF Chemical compound [Na+].[Na+].OC1=CC=C2C=C(S([O-])(=O)=O)C=CC2=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 OIQPTROHQCGFEF-QIKYXUGXSA-L 0.000 description 1
- NESPPCWGYRQEJQ-AGUCYFRTSA-N Torularhodin Natural products CC(=C/C=C/C=C(C)/C=C/C=C(C)/C=C/C1=C(C)CCCC1(C)C)C=CC=C(/C)C=CC=C(/C)C=CC=C(/C)C(=O)O NESPPCWGYRQEJQ-AGUCYFRTSA-N 0.000 description 1
- 241000222057 Xanthophyllomyces dendrorhous Species 0.000 description 1
- 238000011481 absorbance measurement Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 235000013334 alcoholic beverage Nutrition 0.000 description 1
- 239000004191 allura red AC Substances 0.000 description 1
- 235000012741 allura red AC Nutrition 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000003625 amylolytic effect Effects 0.000 description 1
- ORJQJZWWJUNMQV-UHFFFAOYSA-N ankaflavin Natural products CCCCCCCC(=O)C1C2C=C3C=C(OC=C3C(=O)C2(C)OC1=O)C=CC ORJQJZWWJUNMQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- TVWOWDDBXAFQDG-DQRAZIAOSA-N azorubine Chemical compound C1=CC=C2C(\N=N/C3=C(C4=CC=CC=C4C(=C3)S(O)(=O)=O)O)=CC=C(S(O)(=O)=O)C2=C1 TVWOWDDBXAFQDG-DQRAZIAOSA-N 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 235000013351 cheese Nutrition 0.000 description 1
- CEZCCHQBSQPRMU-UHFFFAOYSA-L chembl174821 Chemical compound [Na+].[Na+].COC1=CC(S([O-])(=O)=O)=C(C)C=C1N=NC1=C(O)C=CC2=CC(S([O-])(=O)=O)=CC=C12 CEZCCHQBSQPRMU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000013325 dietary fiber Nutrition 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 229920002549 elastin Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000003778 fat substitute Substances 0.000 description 1
- 235000013341 fat substitute Nutrition 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000989 food dye Substances 0.000 description 1
- 235000012055 fruits and vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 231100000025 genetic toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 230000001738 genotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 239000003630 growth substance Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 235000012680 lutein Nutrition 0.000 description 1
- 239000001656 lutein Substances 0.000 description 1
- 229960005375 lutein Drugs 0.000 description 1
- ORAKUVXRZWMARG-WZLJTJAWSA-N lutein Natural products CC(=C/C=C/C=C(C)/C=C/C=C(C)/C=C/C1=C(C)CCCC1(C)C)C=CC=C(/C)C=CC2C(=CC(O)CC2(C)C)C ORAKUVXRZWMARG-WZLJTJAWSA-N 0.000 description 1
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 235000013622 meat product Nutrition 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000013028 medium composition Substances 0.000 description 1
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 210000001616 monocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000974 natural food coloring agent Substances 0.000 description 1
- 210000000440 neutrophil Anatomy 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000002351 pectolytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 235000012731 ponceau 4R Nutrition 0.000 description 1
- 239000004175 ponceau 4R Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000013587 production medium Substances 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 235000005974 protein supplement Nutrition 0.000 description 1
- 229940024999 proteolytic enzymes for treatment of wounds and ulcers Drugs 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229930000044 secondary metabolite Natural products 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000014214 soft drink Nutrition 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- -1 sulfonated azo compound Chemical class 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000979 synthetic dye Substances 0.000 description 1
- UJMBCXLDXJUMFB-GLCFPVLVSA-K tartrazine Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)C1=NN(C=2C=CC(=CC=2)S([O-])(=O)=O)C(=O)C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 UJMBCXLDXJUMFB-GLCFPVLVSA-K 0.000 description 1
- 229960000943 tartrazine Drugs 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 235000019195 vitamin supplement Nutrition 0.000 description 1
- FJHBOVDFOQMZRV-XQIHNALSSA-N xanthophyll Natural products CC(=C/C=C/C=C(C)/C=C/C=C(C)/C=C/C1=C(C)CC(O)CC1(C)C)C=CC=C(/C)C=CC2C=C(C)C(O)CC2(C)C FJHBOVDFOQMZRV-XQIHNALSSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Přísada do živné půdy pro zvýšenou produkci pigmentů mikroskopických hub obsahuje aminokyselinami fortifikovaný hydrolyzát proteinů s obsahem 12,1 až 18 % hmotn. amino dusíku. Způsob zvýšení produkce pigmentů spočívá v tom, že v původním růstovém médiu kultury mikroskopické houby je obsaženo 16 mg amino dusíku na 1 g vložené sacharózy. Toto počáteční množství obsažených dusíkatých a uhlíkatých živin v růstovém médiu je zvýšeno na poměr 30 až 80 mg amino dusíku na 1 g vložené sacharózy, přičemž živiny v tomto poměru jsou vloženy na počátku kultivace.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká složení přísady do tekutých půd jako prostředku, který slouží k optimalizaci biotechnologické výroby pigmentu s využitím speciálních kmenů mikroskopických hub a způsobu její výroby.
Dosavadní stav techniky
Fermentace zůstává stále vhodným technologickým postupem pro výrobu nejrůznějších druhů potravin nebo aditiv. Při výrobě barviv jako potravinářských přídatných látek (aditiv), označovaných evidenčními kódy (E) a majících za úkol obnovit původní vzhled potravin, jejichž barva byla dotčena zpracováním, skladováním, balením nebo distribucí, dále zvýšit vizuální přitažlivost potravin a v neposlední řadě obarvit jinak bezbarvé potraviny (Emerton V., Choi E.: Additives. Essential Guide to Food Additives (3), 101-319, 2008), se využívá nejnovějších poznatků právě z oblasti biotechnologie. Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) prověřuje bezpečnost (zdravotní nezávadnost) všech přídatných látek, přičemž mezi prvními posuzovanými látkami, byla potravinářská barviva. V posledních letech se objevilo podezření, že některá přírodně identická barviva produkovaná synteticky nebo dokonce i přírodní potravinářská barviva (např. košenila) mohou mít vliv na chování dětí. Trendem současné doby je zvýšená iniciativa výrobců potravin a poskytovatelů stravovacích služeb odstranit některá syntetická barviva z výrobků (např. E 102, E 104, E110, E 122) a nahradit je přírodními zdravotně nezávadnými.
Názory na zdravotní nezávadnost barviv se neustále vyvíjí a jsou živé. Nedostatečně jsou například zhodnoceny možné toxické interakce mezi látkami ve směsi, chybí pochopit mechanismy toxicity a ustavit prediktivní matematické a biologické modely. Poslední polemiku ohledně genotoxicity způsobila barviva na bázi sulfonovaných azo-sloučenin: Amaranth (E 123), Ponceau 4R (E 124), Sunset Yellow FCF (E 110), Tartrazine (E 102) a Azorubine/Carmoisine(E 122). (EFSA Joumal 2010;8(l0): 1778) Ačkoliv bylo prokázáno, že konzumace těchto aditiv nepředstavuje riziko, EFSA přesto doporučuje další nové doplňující testování a potraviny obsahující jedno nebo více těchto potravinářských barviv (E 110, E 104, E 122, E 129, E 102, E 124) musí v označení obsahovat doplňující informace: „mohou nepříznivě ovlivňovat činnost a pozornost dětí“.
http://www.europarl.europa.eu/sides/getDoc.do?language=en&type=IMPRESS&reference=20080707IPR33563; https://www.efsa.europa.eu/en/press/news/ans091112. Biotechnologická produkce potravinářských barviv má potenciál nahradit diskutovaná přírodně identická barviva produkovaná synteticky z vysoce přečištěných ropných produktů, případně přírodní barviva mající své limity v sezónnosti suroviny, dále pak v menší barevné stálosti, citlivosti vůči světlu, záhřevu, oxidaci a mnohdy problematické rozpustnosti ve vodě.
Zdrojem přírodních barevných látek, nejčastěji ve formě pigmentů, jsou rostlinné i živočišné druhy, některé mikroorganismy, lišejníky a houby (Velíšek J., Hajšlová J.: Chemie potravin II, Ossis, Tábor, 602, 2009).
Globální trh s přírodními barvivý byl v roce 2014 odhadován na 1 144 milionů US$ s predikcí růstu na 1 698 US$ milionů do roku 2020, což představuje nárůst 6,8 %, přičemž dominantní podíl představují karotenoidy s podílem na trhu 31,8 %.
(http://www.futuremarketinsights.com/reports/global-natural-food-colours-market)
Ke společnostem hrajících významnou roli na mezinárodním globálním trhu patří především
- 1 CZ 2018 - 96 A3 firma Chr. Hansen A/S s podílem 18 %, na produkci karminu 70 %. Velká nevyrovnanost v cenách na komoditních burzách, např. 1 kg/400 EUR (2010) a 1 kg/57 EUR (2014), spolu s nutností omezit tento pigment z důvodů legislativního snížení množství hliníku, nutí firmy k významným inovacím.
Mezi významné producenty pigmentů dále patří Sensient Technologies Corporation and Kalsec lne., DDW, Naturex S.A., ADM (Wild flavors lne.), ROHA Dyechem Pvt. Ltd., GNT International B.V., DIC Corporation, and LycoRed Ltd.
V České republice se výrobou mikrobiálního pigmentu historicky komerčně zabývala pouze jediná firma ASCOLOR BIOTEC s.r.o. s barvivém Arpink RedTM. V současné době na její činnost navázala firma NATURAL RED a.s., ve spolupráci s VUPP, v.v.i., s poloprovozní výrobou o objemech 3000 1. Producentem tohoto červeného pigmentu je kmen mikroskopické houby Penicillium oxalicum var. Armeniaca. Na základě souhlasného stanoviska Ministerstva zdravotnictví ČR a po předložení požadované dokumentace JECFA konstatoval, že nejsou námitky vůči použití Arpink Red do masných výrobků a analogů masa a masných výrobků (v množství až 100 mg/kg), dále do nealkoholických nápojů (v množství až 100 mg/kg), alkoholických nápojů (v množství až 200 mg/kg), mléčných výrobků (v množství až 150 mg/kg), mrazených krémů (v množství až 150 mg/kg) a cukrovinek (v množství až 300 mg/kg).
S ohledem na předpokládanou změnu legislativních nařízení byla platnost stanoviska JECFA omezena do 31. 12. 2002. V současné době se připravují nové podklady k legislativnímu řízení.
Z nepřeberného množství možných mikrobiálních producentů pigmentů, které mohou nalézt uplatnění v potravinářském průmyslu, je možno ilustrativně uvést např.: Xanthophyllomyces dendrorhous - Astaxanthin, Monascus sp. - Ankaflavin Color supplement, Monascorubramin, Rubropunctatin, Penicillium oxalicum - Anthraquinone, Fusarium sporotrichioides - Lycopene, Saccharomyces neoformans - Melanin, Rhodotorula sp. - Torularhodin, Flavobacterium Zeaxanthin, Agrobacterium auranticum - Astaxanthin, Mycobacterium lacticola - Astaxanthin, Flavobacterium sp. - Zeaxanthin, Blakeslea trispora a Dunaliella šalina - ι-Carotene, Blakeslea trispora - Lycopene, Spongiococcum excentricum - Lutein. (https://www.hindawi.com/journals/ab/2014/837891/)
Kultivací mikroskopických hub může množství barevně významných složek sekundárních metabolitů, tzn. pigmentů, dosahovat ve fermentačním prostředí až několik gramů na litr. O významu vytvořených pigmentů pro vlastní živou kulturu je možno pouze spekulovat. Může se jednat o výsledný konečný produkt některé vedlejší metabolické dráhy, nebo o plnění ochranné funkce vlastní kultury. Mezi výrazné vlastnosti pigmentu patří silná antioxidační aktivita, která má pozitivní vliv zejména v prevenci srdečně cévních a nádorových onemocnění. Uplatnění plísňové myceliámí biomasy jako meziproduktu při biotechnologické výrobě v krmivářství nebo při výrobě potravin je dána základním striktním požadavkem na zdravotní nezávadnost z hlediska produkce toxinů. Tento nárok lze do jisté míry splnit výběrem vhodných kmenů a úpravou složení kultivační půdy. Jako dusíkaté komponenty živných půd je možno využít kvasničný extrakt (HY-Yest 412 Powder) mající obsah dusíku 10 až 12 % nebo surovinu Hy-Case SF s obsahem 8 až 12 % amino dusíku (Technické specifikace výrobků firem Kerry Ingredients & Flavours, resp. Sigma-Aldrich). Biotechnologická příprava červeného pigmentu by mohla být alternativní náhradou nebo doplněním dosud používaných červených pigmentů ve farmacii nebo potravinářství (např. košenila). Zvyšování dusíkaté složky pomocí kvasničného extraktu nebo hydrolyzátu mléčného kaseinu pro přípravu živných půd pro produkci pigmentů mikroskopickými houbami souvisí zároveň se zvyšováním balastních látek (popěloviny).
Informací o komerční nebo potenciální využitelnosti plísňových kultur produkujících pigmenty v krmivářském, farmaceutickém nebo potravinářském průmyslu, jev současné době velmi málo. Při řízené kultivaci mikroskopických hub vzniká souběžně s preferovaným barvivém i plísňová myceliámí biomasa, která je také bohatým zdrojem celé řady biologicky aktivních látek.
-2CZ 2018 - 96 A3
Plísňovou myceliámí biomasu je možno získat z prokvašené plísňové kultury oddělením na kalolisu nebo separací na odstředivce. Izolovaná myceliámí biomasa obsahuje, vedle významného množství vlákniny, také významné množství proteinů, vitaminů, minerálních látek a některých imunostimulačních faktorů.
Praktické využití samotné plísňové myceliámí biomasy je zatím popsáno jen velmi ojediněle.
V literatuře se uvádí využití této mykoproteinové biomasy v krmivářství jako suplement proteinů a vitaminů pod názvem „Terlikin“ (bílkovinovitaminový preparát získaný z biomasy naprodukované na odpadních produktech při zpracování brambor). V potravinářství tvoří mykoproteinová biomasa základ řady výrobků, které nabízí řetězce supermarketů Sainsbury ve Velké Británii pod názvem „Sainsbury's Quom“ (např. Sainsbury's Quom pie, Quorn Swedish style balls).
Velmi perspektivní se ukazuje využití plísňové myceliámí biomasy k izolaci glukanů (Kyanko, M.V., Canel, R.S., Ludemann V., Pose G., Wagner J.R.: β-Glucan content and hydration properties of filamentous fungi. Applied Miochemistry and Mikrobiology (49), 1, 2013, 41-45; Park H.S., Yu Y.M., Lee M.K., Maeng P.J., Kim S.C., Yu J.H.: Velvet-mediated repression of βglucan synthesis in Aspergillus nidulans spores. Scientific Reports., (5), Article number: 10199 2015). Glukany jsou základem vnitřní struktury buněčných stěn. Tvar a síla buněk závisí na glukanové vrstvě. Čisté glukany mohou být využity jako imunostimulátory při aplikacích v medicíně a veterinárním lékařství, protože podporují produkci monocytů, neutrofylů, kolagenu, elastinu a stimulují makrofágy, aby zvýšily i interleukinovou reakci. Imunostimulačním působením jsou glukany významné zejména pro přežvýkavce. Glukany hrají významnou roli i v případě snižování cholesterolu.
V patentové literatuře je řada odkazů na použití glukanů v potravinářském průmyslu jako ztužovadel potravin s měkkou strukturou (např. smetanové sýry, náhrady tuků apod.) nebo pro enkapsulaci chuťových látek (Sommer R. (1998): Yeast extract: productions and components. Food Australia, (50), č.4, 181-183).
Velká pozornost v biotechnologii plísňových kultur je věnována samotné produkci a izolaci naprodukovaných pigmentů, které by mohly být náhradou za používaná syntetická přírodně identická barviva. Množství produkovaného pigmentu v tekutých půdách je možné ovlivňovat výběrem vhodných kultivačních médií, dále vzájemným poměrem obsažených složek nebo přídavkem některých stopových prvků.
Produkovaný pigment je možno získávat ze supematantu mikrofiltrační a dále nanofiltrační technikou ve formě vysoce koncentrovaného stabilního preparátu využitelného v potravinářství nebo ve farmaceutickém průmyslu.
V rámci řešení projektu MZe QE0180 ve společnosti VÚPP, v.v.i. „Zpracování a využití odpadního mycelia po výrobě potravinářské kyseliny citrónové pro další průmyslové aplikace“ byly hledány způsoby využití odpadního plísňového mycelia Aspergillus niger jako cenné suroviny (např. s významným obsahem vlákniny potravy, glukanů, amylolytických, pektolytických, proteolytických enzymů a kyselé fosfatázy) pro vývoj nových pekařských, ovocných a zeleninových výrobků a významného zdroje chitinu a chitosanu.
Složení živné půdy zásadně ovlivňuje získávání výše popsaných dvou základních složek fermentace, tzn. pigmentu a myceliámí biomasy. Neexistuje absolutně přímá korelace mezi produkcí plísňové myceliámí biomasy a množstvím vytvořeného pigmentového produktu. Nevhodný poměr uhlíkové a dusíkové složky média vede k nadměrné tvorbě biomasy na úkor preferované produkce pigmentové složky.
Úkolem vynálezců bylo nalezení vhodné vysokoproteinové přísady do tekuté produkční půdy pro plísňové kultury tak, aby bylo dosaženo omezení produkce nadměrného množství mycelia na
-3 CZ 2018 - 96 A3 úkor produkce pigmentu a zároveň, aby došlo k vyšší efektivitě průběhu kultivačního procesu.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje aminodusíková přísada do živné půdy za účelem zvýšení produkce pigmentů v submerzních kulturách mikroskopických hub a způsob její výroby, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že počáteční obsah živin v tekutých půdách je 1,0 až 2,0 % hmotn. sacharózy, 0,05 až 0,1 % hmotn. kvasničného extraktu a 0,2 až 1,0 % hmotn. přísady obsahující aminokyselinami fortifikovaný hydrolyzát proteinů s obsahem 10 až 18 % hmotn. amino dusíku.
Počáteční poměr obsažených živin v tekutých půdách je udržován na poměru 30 až 150 mg amino dusíku na 1 g vložených sacharidů, přičemž živiny v tomto poměru jsou vloženy na počátku kultivace. Počáteční poměr obsažených živin v tekutých půdách je udržován na poměru 30 až 150 mg amino dusíku na 1 g vložených sacharidů, přičemž tento poměr živin je udržován postupným dávkováním roztoků uhlíkatého zdroje nebo vysokoproteinového hydrolyzátu s upraveným pH na 9,5 až 10 pomocí časového harmonogramu nebo regulačním pH metrem při poklesu pH média. Jako složky živného média jsou využívány vysokoproteinové hydrolyzáty, vyrobené na bázi živočišných, rostlinných nebo mikrobiálních proteinů, dále asimilovatelné sacharidy a mikrodávky kvasničného extraktu. Optimální počáteční poměr uhlíkatých a amino dusíkatých složek živného média je v rozmezí 50 mg až 80 mg amino dusíku na 1 g vloženého sacharidového zdroje. Udržování optimálního poměru živin je zajištěno dávkováním amoniakálního roztoku sacharózy, resp. roztoku vysokoproteinového hydrolyzátu upravených na pH 9,5 až 10. Vhodnými rody mikroorganismů tvořící barevné pigmenty jsou Talaromyces nebo Monascus.
Vynález si klade za cíl dát k dispozici vysokoproteinovou přísadu do tekutých půd, určenou k optimalizaci technologického postupu s cílem zrychlení a dosažení zvýšení produkce pigmentu v kultivačním médiu.
Pro maximální produkci pigmentu, byla provedena úprava poměru základních složek média (tzn. dusíkaté a uhlíkaté) ve prospěch dusíkaté tak, aby počáteční poměr obsahu amino dusíku a uhlíku v kultivačním médiu byl udržován na optimálním poměru minimálně 30 až 80 mg amino dusíku na 1 g vloženého uhlíkatého zdroje. Tohoto optimálního poměru uhlíkatých a dusíkatých látek lze dosáhnout úpravou receptury přípravy půdy s využitím nově zavedeného vysokoproteinového hydrolyzátu, obsahujícího minimálně o 150 % větší množství asimilovatelných amino dusíkatých látek oproti původně používanému kvasničnému zdroji dusíku. Zvýšený obsah dusíkatých látek je v optimálním množství zaveden buď na začátku kultivace, nebo je udržován postupným dávkováním rozdělené celkové uhlíkaté dávky, nebo postupným doplňováním spotřebovaného zdroje amino dusíku. Využívá se ktomu, vedle vlastního analytického stanovení obsahů živin, úprava časového harmonogramu dávkovaných složek nebo dávkování těchto živin pomocí regulačního pH metru. Optimalizovaný kultivační postup zvyšuje rychlost produkce barevného pigmentu, a to při radikálním snížení výrobních nákladů na přípravu produkční živné půdy.
Následující příklady provedení fermentačního procesu, podle vynálezu, pouze dokládají, aniž by ho jakkoliv omezovaly.
-4CZ 2018 - 96 A3
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Vliv dělené dusíkaté složky v živné srovnávací tekuté kontrolní půdě na průběh produkce červeného pigmentu - různý počáteční poměr dusíkaté a uhlíkaté složky.
Kultivační pokusy s kmenem Talaromyces purpurogenus byly vedeny v Erlenmayerových baňkách s užitečným plněním 500 ml živné půdy na rotační třepačce (100 RPM) při teplotě 29 °C s dobou kultivace 48, resp. 140 hodin. Podmínky srovnávacích pokusů byly nastaveny tak, aby u všech variant kultivačních půd (tzn. E, F, G a kontrolní H) byla vložena na počátku kultivace stejná množství uhlíkatého zdroje (tzn. sacharóza) ve výši 1,8 % hmotn. a různé počáteční dávky dusíkaté složky (kvasničný extrakt) od extrémně nízké dávky 0,1 % hmotn. až po konečnou koncentraci dusíkaté složky 0,6 % hmotn. Po 48 hodinách kultivace byla média E, F a G suplementována dodatečným odstupňovaným množstvím přídatného dusíkatého zdroje až po doplnění na finální koncentraci 0,6 % hmotn. Doplněním této složky bylo vyrovnáno celkové složení živných látek ve všech variantách půd. V průběhu kultivace byl u všech variant ověřován rozdíl v produkci pigmentu a tvorbě plísňové biomasy (Tab. 1). Na základě výsledků bylo konstatováno, že množství počáteční koncentrace dusíkaté složky bylo v přímé korelaci s rychlostí a výtěžností pigmentu (vyjádřeno absorbancí A494). Srovnávací variantu představovala kultivační půda H o složení dle patentu CZ 285 721 B6 určená pro kultivaci mikroskopické houby Penicillium oxalicum var. Armeniaca. Nejvyšší produkce pigmentu v tomto srovnávacím pokusu byla zjištěna ve variantě půdy H s počátečním nejvyšším poměrem složek dusíku a uhlíku 34,4 mg dusíku (16,6 mg amino dusíku) na 1 g vložené uhlíkaté složky. Snížení počáteční předlohy dusíku od 5,7 do 22,8 mg na 1 g vložené sacharózy (zdroj uhlíku) negativně ovlivňovala produkci pigmentu. Naproti tomu byla při těchto nižších dusíkatých předlohách zjištěna vyšší produkce myceliámí biomasy.
Tabulka 1. Sledování vlivu podmínek kultivace mikroskopické houby kmene Talaromyces purpurogenus na tekutých půdách s různým obsahem amino dusíkatých živin
| Varianty živné půdy | E | F | G | H |
| Počáteční předloha N-složky média (kvasničný extrakt) (%) | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,6 |
| Počáteční obsah amino dusíku (mg) | 5 | 10 | 20 | 30 |
| Počáteční předloha C-složky média (sacharóza) (%) | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
| Počáteční poměr mg dusíku /1 g sacharózy | 5,7 | 11,4 | 22,8 | 34,4 |
| Počáteční obsah mg amino dusíku/1 g sacharózy | 2,7 | 5,5 | 11,1 | 16,6 |
| Počáteční refrakce Rf (%) | 2,2 | 2,2 | 2,4 | 2,6 |
| Rozdělené dávkování N živin po 48 hodinác harmonc | 1 - regulace pH metrem nebo dle časového igramu | |||
| Dodatek zbývajícího množství N-složky (%) | 0,50 | 0,40 | 0,20 | 0 |
| Celkové vložené množství Nsložky (%) | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 |
| Počáteční pH | 6,65 | 6,22 | 5,77 | 5,55 |
| Změna pH po 48 h | 6,18 | 5,97 | 5,75 | 5,86 |
-5 CZ 2018 - 96 A3
| Varianty živné půdy | E | F | G | H |
| Změna pH po 140 h | 6,30 | 6,38 | 5,68 | 6,52 |
| Snížení Rf po 48 h | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 0,6 |
| Snížení Rf po 140 h | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 |
| Dosažená absorbance A494 po 48 h | 0,110 | 0,080 | 0,123 | 0,213 |
| Dosažená absorbance A494PO 140 h | 0,297 | 0,413 | 0,286 | 1,759 |
| Index A494/% Rf po 48 h | 0,555 | 0,400 | 0,307 | 0,355 |
| Index A494/% Rf po 140 h | 0,495 | 0,688 | 0,476 | 2,931 |
| Koncentrace biomasy v médiu po 48 h (%) | 0,56 | 0,22 | 0,32 | 0,36 |
| Koncentrace biomasy v médiu po 140 h (%) | 1,2 | 0,92 | 0,52 | 0,56 |
Příklad 2
Vliv dělené uhlíkaté složky v kultivačních půdách na průběh produkce červeného pigmentu různý počáteční poměr dusíkaté a uhlíkaté složky média.
Kultivační pokusy s kmenem Talaromyces purpurogenus byly vedeny v Erlenmayerových baňkách s užitečným plněním 500 ml živné půdy na rotační třepačce (100 RPM) při teplotě 29 °C s dobou kultivace 40, resp. 160 hodin. Významný vliv poměru počáteční dusíkaté složky na vložený uhlíkatý zdroj popsaný v příkladu 1 byl potvrzen dalším srovnávacím pokusem, v kterém bylo u všech variant použitých půd vloženo stejné počáteční množství dusíkaté látky (0,6 % hmotn. kvasničného extraktu) a u jednotlivých variant srovnávacího pokusu bylo měněno pouze množství počáteční dávky uhlíkaté složky. Po 40 hodinách byl obsah uhlíkatých látek doplněn na obsah 1,8 % obsahu sacharózy. Srovnávací pokusy potvrdily, že na produkci pigmentu a biomasy má vliv počáteční poměr dusíkaté složky ke zdroji uhlíku (Tab. 2). Srovnávací variantou byla v tomto případě kontrolní půda D, ve které byly veškeré dusíkaté i uhlíkaté živiny přidány na počátku pokusu, což představuje poměr 34 mg dusíku (16 mg amino dusíku) na 1 g vložené sacharózy (zdroj uhlíku). U ostatních variant živných půd se počáteční poměr dusíku na 1 g sacharózy pohyboval v rozmezí 41 až 102 mg. Výsledky analytického šetření po 40 hodinách, resp. 160 hodinách potvrdily významnost tohoto poměru. Nejnižších výsledků, které se týkaly produkce pigmentu, bylo jednoznačně dosaženo ve srovnávacích pokusech s kontrolní variantou půdy D, kdy byla produkce pigmentu po 40 a 160 hodinách nižší o 32, resp. 37 % hmotn. ve srovnání s půdou A. Nižší obsah předlohy dusíkaté složky na 1 g sacharózy měl pozitivní vliv na tvorbu plísňové biomasy, přičemž rozdíl jednotlivých variant byl od 5 do 35 % hmotn. po 40 hodinách a od 4 do 37 % hmotn. po 160 hodinách kultivace. Hodnocení tvorby pigmentu vyjádřené absorbancí a úbytkem refrakce ukazovalo nižší výtěžnost pigmentu na jednotku snížené refrakce (1,43 v kontrolní půdě D vůči 1,72 ve variantě A).
-6CZ 2018 - 96 A3
Tabulka 2. Srovnávací kultivační test mikroskopické kultury Talaromyces na tekutých půdách s různou počáteční koncentrací C zdroje (sacharóza) a vliv na kultivační parametry (rychlost produkce pigmentu (absorbance A494), produkce biomasy a výtěžnost během kultivace)
| Varianty půdy | A | B | C | D |
| Počáteční předloha C-složky média (sacharóza) (%) | 0,6 | 1,0 | 1,5 | 1,8 |
| Počáteční předloha N-složky média (kvasničný extrakt) (%) | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 |
| Počáteční obsah amino dusíku (mg) | 30 | 30 | 30 | 30 |
| Počáteční obsah mg amino dusíku/1 g sacharózy | 50 | 30 | 20 | 16 |
| Počáteční refrakce Rf (%) | 1,4 | 1,8 | 2,4 | 2,7 |
| Přepokládaná refrakce Rf (%) | 2,7 | 2,7 | 2,7 | 2,7 |
| Rozdělené dávkování C živin po 4 | 0 hodinách - regulace pH metrem a dle časového íarmonogramu | |||
| Dodatek zbývajícího množství Csložky (%) | 1,2 | 0,8 | 0,3 | 0 |
| Celková vložená C-složka | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
| Počáteční pH | 6,2 | 6,3 | 6,2 | 6,2 |
| Změna pH po 40 h | 5,9 | 5,8 | 5,9 | 5,9 |
| Změna pH po 160 h | 6,4 | 6,8 | 6,3 | 6,2 |
| Snížení Rf po 40 h | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,4 |
| Snížení Rf po 160 h | 1,4 | 1,3 | 1,3 | 1,1 |
| Dosažená absorbance A494 po 40 h | 0,292 | 0,306 | 0,258 | 0,198 |
| Dosažená absorbance A494PO 160 h | 2,408 | 2,312 | 1,920 | 1,527 |
| Index Á.^/% Rf po 40 h | 0,73 | 0,76 | 0,51 | 0,49 |
| Index Á.^/% Rf po 160 h | 1,72 | 1,77 | 1,47 | 1,43 |
| Koncentrace biomasy v médiu po 40 h (%) | 0,24 | 0,60 | 0,64 | 0,60 |
| Koncentrace biomasy v médiu po 160 h (%) | 0,48 | 0,76 | 0,88 | 0,92 |
Příklad 3
Produkce červeného pigmentu kmenem Talaromyces purpurogenus s různým obsahem dusíkatých a uhlíkatých látek v živném médiu.
Výsledky srovnávacích kultivačních pokusů uvedených v příkladu 1 a jejich ověření srovnávacími kultivačními pokusy uvedenými v příkladu 2 zřetelně ukazují na význam počátečního poměru vložených dusíkatých látek na 1 g uhlíkatého zdroje (sacharózy). Na základě těchto poznatků byl navržen a připraven nový typ kultivační půdy s využitím jiného dusíkatého zdroje (aminokyselinami fortifikovaný proteinový hydrolyzát), který má nesrovnatelně vyšší množství obsaženého aminodusíku (AN) v biomase (16 % hmotn.). Navíc proteinový hydrolyzát použitý v daném množství je ekonomicky mnohem výhodnější než kvasničný autolyzát. V receptuře nové živné půdy bylo zároveň rovněž sníženo celkové množství sacharidického zdroje živin až na 1 % hmotn. a minimalizován přídavek kvasničného extraktu. Význam dusíkaté složky při tomto složení nového média ukazuje Tabulka 3 s variantami živných půd Cl až C4 obsahující různé množství počátečního vloženého proteinového hydrolyzátu (0,3 až 0,5 %
-7 CZ 2018 - 96 A3 hmotn.) a kvasničného extraktu (0,02 až 0,05 % hmotn). Srovnávací půdou byla v těchto případech standardizovaná komerční půda obsahující na počátku 1,8 % hmotn. sacharózy a 0,6 % hmotn. kvasničného extraktu odpovídající poměru živin 34 mg dusíku na 1 g vložené sacharózy. Poměr dusíkatých živin na 1 g sacharózy u nových variant navrhovaných půd Cl až C4 byl zvýšen a pohyboval se v rozmezí 48 až 80 mg dusíku na 1 g sacharózy oproti nákladnější kontrolní půdě obsahující 1,8 % hmotn. sacharózy a 0,6 % hmotn. kvasničného extraktu. Měřítkem efektivnosti nově připravených živných půd byla rychlost produkce pigmentu vyjádřená měřením absorbance při vlnové délce 494 nm. Výsledky získané v časových kultivačních intervalech 24, 48 a 120 hod. potvrdily jednoznačný pozitivní vliv na rychlost produkce a výtěžnost pigmentu. Ve všech variantách nově navrhované půdy obsahující různá množství dusíkatých látek od 48 do 80 mg dusíku na 1 g sacharózy bylo nalezeno významnější množství naprodukovaného pigmentu. Tento rozdíl byl nejvýraznější po 120 hodinách u varianty nově navrhované živné půdy Cl až C4 zahrnující 1 % hmotn. sacharózy, 0,5 % hmotn. přísady obsahující aminokyselinami fortifikovaný hydrolyzát želatiny a s přídavkem 0,05 % hmotn. kvasničného extraktu. Aminokyselinami fortifikovaná přísada byla připravená následujícím způsobem:
Základem aminodusíkové přísady je roztok hydrolyzátu želatiny. Do 1000 ml vody se přidá 200 g hydrolyzátu želatiny, dále 50 g kyseliny glutamové a 5 g kyseliny asparagové a po úpravě čpavkovou vodou na pH 11 se směs zahřeje na 105 °C po dobu 1 hodiny. Během této tepelné inkubace dochází k vyššímu uvolnění peptidových vazeb mezi aminokyselinami a také ke sterilaci. Zvýšená hodnota pH roztoku přísady může být využita během kultivace pro průběžné dávkování živin během kultivace. Změny pH kultivační půdy během růstu zajištují tímto dávkováním kompletní doplňování všech živin. Příslušné množství roztoku aminokyselinami fortifikovaného hydrolyzátu želatiny je dávkováno do fermentační půdy tak, aby konečná koncentrace v půdě byla 0,3 nebo 0,5 % hmotn. Z analytických výsledků rovněž vyplývá, že kontrolní půda pro svůj vysoký obsah růstových látek významně stimuluje hlavně tvorbu myceliámí biomasy na úkor produkce pigmentu. Naprodukované množství biomasy v kontrolní půdě po 120 hodinách bylo 0,76 % hmotn. Hodnoty obsahu biomasy ve srovnávacích pokusných variantách na nové půdě se pohybovaly pouze v rozmezí 0,28 až 0,36 % hmotn. sušiny.
Tabulka 3. Srovnávací kultivační test kultury mikroskopické houby Talaromyces na tekutých půdách v Erlenmayerových baňkách s obsahem 500 ml média (kultivace na rotační třepačce 100 RPM, 30 °C): sledování vlivu obsahu dusíkatého zdroje (hydrolyzát želatiny fortifikovaný aminokyselinami a kvasničný autolyzát) na kultivační parametry (rychlost produkce pigmentu, absorbance A a produkce biomasy) a porovnání kultivačních výsledků na optimalizovaných půdách (Cl až C4) s výsledky kultivačních postupů na kontrolní komerční živné půdě.
| Složení původní živné půdy * | Složení inovované živné půdy obsahující přísadu fortifikovanou aminokyselinami | ||||
| Médium | Kontrolní půda | Cl | C2 | C3 | C4 |
| Složení média | Sacharóza 1,8% Kvasničný autolyzát 0,6% | Fortifikovaný hydrolyzát želatiny 0,3% Sacharóza 1% Kvasničný autolyzát 0,02% | Fortifikovaný hydrolyzát želatiny 0,3% Sacharóza 1% Kvasničný autolyzát 0,05% | Fortifikovaný hydrolyzát želatiny 0,5% Sacharóza 1% Kvasničný autolyzát 0,02% | Fortifikovaný hydrolyzát želatiny 0,5% Sacharóza 1% Kvasničný autolyzát 0,05% |
CZ 2018 - 96 A3
| Složení původní živné půdy * | Složení inovované živné půdy obsahující přísadu fortifikovanou aminokyselinami | ||||
| Médium | Kontrolní půda | Cl | C2 | C3 | C4 |
| Poměr živin mg dusíku/1 g sacharózy | 34 | 48 | 48 | 80 | 80 |
| Počáteční Rf % | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 1,7 | 1,7 |
| Počáteční PH | 5,91 | 6,28 | 6,28 | 6,23 | 6,19 |
| 0-24 h kultivace | |||||
| A494 | 0,534 | 4,302 | 3,816 | 4,058 | 3,374 |
| Rf % | 2,3 | 1,5 | 1,5 | 1,6 | 1,6 |
| pH | 6,08 | 6,18 | 6,29 | 6,31 | 6,28 |
| Přírůstek A v čas. intervalu | 0,534 | 4,302 | 3,816 | 4,058 | 3,374 |
| 0-48 h kultivace | |||||
| A494 | 4,856 | 14,480 | 14,046 | 14,796 | 14,784 |
| Rf % | 2,0 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 |
| pH | 6,35 | 5,82 | 5,45 | 5,47 | 5,38 |
| Přírůstek A v čas. intervalu | 4,322 | 10,178 | 10,230 | 10,216 | 11,410 |
| 0-120 h kultivace | |||||
| A494 | 18,466 | 23,370 | 27,072 | 32,329 | 38,597 |
| Rf % | 0,9 | 0,4 | 0,6 | 0,5 | 0,6 |
| pH | 5,87 | 4,71 | 4,40 | 4,50 | 4,64 |
| Přírůstek A v čas. intervalu | 13,610 | 8,890 | 13,026 | 17,533 | 13,813 |
| Produkce biomasy (sušina, 120 hodin) (%) | 0,76 | 0,28 | 0,34 | 0,30 | 0,36 |
| Rf % | 2,5-0,9 | 1,5-0,4 | 1,7-0,6 | 1,7-0,5 | 1,7-0,6 |
| Pokles 0 % Rf | 1,6 | 1,1 | 0,9 | 1,2 | 1,1 |
| **A494/1% Rf | 11,53 | 21,2 | 30,0 | 26,9 | 35,1 |
Pozn. * patenty č. CZ 302 696 B6, CZ 285 721 B6, **pokles A494 připadající na snížení 1% refrakce média
Claims (2)
1. Přísada do živné půdy pro zvýšenou produkci pigmentů mikroskopických hub, vyznačující 5 se tím, že obsahuje aminokyselinami fortifikovaný hydrolyzát proteinů s obsahem 12,1 až 18 % hmotn. amino dusíku.
2. Způsob zvýšení produkce pigmentů pomocí přísady podle nároku 1, kdy v původním růstovém médiu kultury mikroskopické houby je obsaženo 16 mg amino dusíku na 1 g vložené to sacharózy, vyznačující se tím, že toto počáteční množství obsažených dusíkatých a uhlíkatých živin v růstovém médiu je zvýšeno na poměr 30 až 80 mg amino dusíku na 1 g vložené sacharózy, přičemž živiny v tomto poměru jsou vloženy na počátku kultivace.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-96A CZ307328B6 (cs) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Přísada ke zvýšení produkce pigmentů v submerzních kulturách mikroskopických hub a způsob její výroby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-96A CZ307328B6 (cs) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Přísada ke zvýšení produkce pigmentů v submerzních kulturách mikroskopických hub a způsob její výroby |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ201896A3 true CZ201896A3 (cs) | 2018-06-06 |
| CZ307328B6 CZ307328B6 (cs) | 2018-06-06 |
Family
ID=62240887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018-96A CZ307328B6 (cs) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Přísada ke zvýšení produkce pigmentů v submerzních kulturách mikroskopických hub a způsob její výroby |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ307328B6 (cs) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ30729U1 (cs) * | 2016-11-25 | 2017-06-06 | Výzkumný ústav potravinářský Praha, v.v.i. | Kultivační medium pro mikrobiální produkci pigmentů pomocí submerzních kultur mikroskopických hub |
-
2018
- 2018-02-26 CZ CZ2018-96A patent/CZ307328B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ307328B6 (cs) | 2018-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dufossé | Current and potential natural pigments from microorganisms (bacteria, yeasts, fungi, and microalgae) | |
| Dufossé | Microbial pigments from bacteria, yeasts, fungi, and microalgae for the food and feed industries | |
| Carvalho et al. | Production of Monascus biopigments: an overview | |
| Dufossé | Microbial production of food grade pigments | |
| CN102210449B (zh) | 干巴菌的液体深层发酵培养及其调味品和富硒产品的制备方法 | |
| Mussagy et al. | A review of natural astaxanthin production in a circular bioeconomy context using Paracoccus carotinifaciens | |
| Manan et al. | Monascus spp | |
| JP2025508454A (ja) | 着色真菌菌糸体の製造 | |
| Elsanhoty et al. | Production of carotenoids from Rhodotorula mucilaginosa and their applications as colorant agent in sweet candy | |
| Dufossé | Microbial and microalgal carotenoids as colourants and supplements | |
| Arslan et al. | Direct conversion of waste loquat kernels to pigments using Monascus purpureus ATCC16365 with proteolytic and amylolytic activity | |
| Awulachew | Food additives and food processing aids: the role, function and future research need of industrial food biotechnology | |
| Nirina et al. | Phytochemical composition and antioxidant activity of fermented Moringa oleifera leaf powder | |
| Anbuselvi et al. | A comparative study on biochemical constituents of sweet potatoes from Orissa and Tamilnadu and its curd formation | |
| CZ30729U1 (cs) | Kultivační medium pro mikrobiální produkci pigmentů pomocí submerzních kultur mikroskopických hub | |
| Bacchetti et al. | Alternative ingredients for feed and food | |
| CZ201896A3 (cs) | Přísada ke zvýšení produkce pigmentů v submerzních kulturách mikroskopických hub a způsob její výroby | |
| KR101530661B1 (ko) | 마-홍국을 이용한 막걸리 제조방법 및 그에 의한 마-홍국 막걸리 | |
| de Carvalho et al. | Production of pigments | |
| Sutthiwong et al. | Production of biocolours | |
| CZ2017813A3 (cs) | Způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Monascus | |
| CZ31652U1 (cs) | Kultivační půda pro produkci přírodních pigmentů pomocí mikroskopických hub rodu Monascus | |
| KR101350894B1 (ko) | 라이조푸스 오리재 ｃｃｓ01 균주 및 자색고구마를 이용하여 제조된 누룩 및 이 누룩을 이용하여 제조된 항산화 활성이 증강된 막걸리 | |
| Horgan et al. | Pharmaceutical and chemical commodities from fungi | |
| Singh et al. | Fungal byproducts in food technology |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20200226 |