CZ308411B6 - Způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Monascus - Google Patents
Způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Monascus Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308411B6 CZ308411B6 CZ2017-813A CZ2017813A CZ308411B6 CZ 308411 B6 CZ308411 B6 CZ 308411B6 CZ 2017813 A CZ2017813 A CZ 2017813A CZ 308411 B6 CZ308411 B6 CZ 308411B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- culture
- ethanol
- solutions
- production
- microscopic fungus
- Prior art date
Links
- 239000000049 pigment Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 241000228347 Monascus <ascomycete fungus> Species 0.000 title claims abstract description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 132
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 17
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims abstract description 15
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims abstract description 11
- 235000014663 Kluyveromyces fragilis Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 244000253911 Saccharomyces fragilis Species 0.000 claims abstract description 9
- 235000018368 Saccharomyces fragilis Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 229940031154 kluyveromyces marxianus Drugs 0.000 claims abstract description 9
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims abstract description 7
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000003531 protein hydrolysate Substances 0.000 claims abstract description 6
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000008101 lactose Substances 0.000 claims abstract description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 108010009736 Protein Hydrolysates Proteins 0.000 claims abstract description 3
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 27
- XTUNVEMVWFXFGV-UHFFFAOYSA-N [C].CCO Chemical compound [C].CCO XTUNVEMVWFXFGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 15
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 12
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 11
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 239000005862 Whey Substances 0.000 description 8
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 description 8
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 description 8
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 7
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 7
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 244000113306 Monascus purpureus Species 0.000 description 6
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 6
- 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 description 6
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 6
- 229920001503 Glucan Polymers 0.000 description 5
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 5
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 5
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 5
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 5
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 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
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 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
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 3
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 3
- 238000004362 fungal culture Methods 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
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000001054 red pigment Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 235000012756 tartrazine Nutrition 0.000 description 3
- 239000004149 tartrazine Substances 0.000 description 3
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 3
- 229940088594 vitamin Drugs 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
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 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
- 235000002322 Monascus purpureus Nutrition 0.000 description 2
- 229930182559 Natural dye Natural products 0.000 description 2
- 241000985513 Penicillium oxalicum Species 0.000 description 2
- 235000012733 azorubine Nutrition 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000013452 biotechnological production Methods 0.000 description 2
- 235000012730 carminic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000004106 carminic acid Substances 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
- 235000014048 cultured milk product Nutrition 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 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
- 235000013622 meat product Nutrition 0.000 description 2
- 229940057059 monascus purpureus Drugs 0.000 description 2
- 239000000978 natural dye Substances 0.000 description 2
- 235000012731 ponceau 4R Nutrition 0.000 description 2
- 239000004175 ponceau 4R Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 235000012751 sunset yellow FCF Nutrition 0.000 description 2
- 239000004173 sunset yellow FCF 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
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 2
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 2
- 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
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-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
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 description 1
- 240000001592 Amaranthus caudatus Species 0.000 description 1
- 235000009328 Amaranthus caudatus Nutrition 0.000 description 1
- 241000351920 Aspergillus nidulans Species 0.000 description 1
- 101100501247 Caenorhabditis elegans elo-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100501252 Caenorhabditis elegans elo-4 gene Proteins 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
- 241000195633 Dunaliella salina Species 0.000 description 1
- 102000016942 Elastin Human genes 0.000 description 1
- 108010014258 Elastin Proteins 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000589565 Flavobacterium Species 0.000 description 1
- 241000223192 Fusarium sporotrichioides Species 0.000 description 1
- 102000015696 Interleukins Human genes 0.000 description 1
- 108010063738 Interleukins Proteins 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 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
- 241001465754 Metazoa Species 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
- 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
- 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
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 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
- 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 1
- 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 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 235000013334 alcoholic beverage Nutrition 0.000 description 1
- 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 1
- 239000004191 allura red AC Substances 0.000 description 1
- 235000012741 allura red AC Nutrition 0.000 description 1
- 235000012735 amaranth Nutrition 0.000 description 1
- 239000004178 amaranth Substances 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
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000004176 azorubin Substances 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
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 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 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
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 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 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 230000008773 effect on children Effects 0.000 description 1
- 229920002549 elastin Polymers 0.000 description 1
- YMFBFFPJRABBPE-BTVCFUMJSA-N ethanol;(2r,3s,4r,5r)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal Chemical compound CCO.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O YMFBFFPJRABBPE-BTVCFUMJSA-N 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 239000000989 food dye Substances 0.000 description 1
- 231100000025 genetic toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 230000001738 genotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 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
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 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
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 239000004172 quinoline yellow Substances 0.000 description 1
- 235000012752 quinoline yellow Nutrition 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research 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
- 235000014214 soft drink Nutrition 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 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
- 238000012360 testing method Methods 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
- 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 1
- 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 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010930 zeaxanthin Nutrition 0.000 description 1
- 239000001775 zeaxanthin Substances 0.000 description 1
- 229940043269 zeaxanthin Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING OR TREATMENT THEREOF
- A23C21/00—Whey; Whey preparations
- A23C21/02—Whey; Whey preparations containing, or treated with, microorganisms or enzymes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
- C09B61/00—Dyes of natural origin prepared from natural sources, e.g. vegetable sources
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
- C12N1/145—Fungal isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
- C12N1/16—Yeasts; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P1/00—Preparation of compounds or compositions, not provided for in groups C12P3/00 - C12P39/00, by using microorganisms or enzymes
- C12P1/02—Preparation of compounds or compositions, not provided for in groups C12P3/00 - C12P39/00, by using microorganisms or enzymes by using fungi
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P39/00—Processes involving microorganisms of different genera in the same process, simultaneously
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/645—Fungi ; Processes using fungi
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/911—Microorganisms using fungi
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Mycology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- Botany (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby rodulze charakterizovat tak, že proces probíhá dvoustupňově na půdách obsahujících jako hlavní zdroj dusíku hydrolyzáty proteinů a ethanol získaný z prokvašených 3 až 20% hmotn. roztoků mléčných produktů v prvním stupni postupu jako hlavní uhlíkatý zdroj. V prvním stupni postupu je obtížně zkvasitelná laktóza přeměněna pomocí mléčné kultury kvasinekna ethanolové roztoky o koncentracích 1,5 až 9% obj., které jsou dobře asimilovatelné v následujícím druhém stupni kultivace. V druhém stupni postupu jsou po inaktivaci kultury mléčné kvasinkyethanolizované prokvašené roztoky mléčných produktů využity jako ethanolový uhlíkatý zdroj, a to buď vsádkově na počátku kultivace nebo periodickým dávkováním během růstu kultury mikroskopické houby. Ethanolizované roztoky mléčných produktů jsou stabilizovány čpavkovou vodou na hodnotu pH 11 a použity pro udržování aktuálních koncentrací ethanolu 0,2 až 1,0% obj. v živném médiu rostoucí kultury mikroskopické houby rodupři současném zachování rozmezí hodnot pH média 4,5 až 6,0.
Description
Způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Mon ascus
Oblast techniky
Vynález se týká technologie výroby přírodních pigmentů pomocí mikroskopických hub rodu Monascus na mléčných produktech.
Dosavadní stav techniky
Při výrobě barviv jako potravinářských aditiv, označovaných evidenčními kódy (E) a majících za úkol zvýšit vizuální přitažlivost potravin, obnovit původní vzhled potravin, jejichž barva byla dotčena zpracováním, skladováním, balením nebo distribucí a v neposlední řadě obarvit jinak bezbarvé potraviny (Emerton V., Choi E.: Additives. Essential Guide to Food Additives (3), 101319, 2008), se využívá nejnovějších poznatků z oblasti biotechnologie. Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) prověřuje zdravotní nezávadnost všech aditiv, 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 zdraví dětí. Trendem současné doby je zvýšená iniciativa výrobců potravin a poskytovatelů stravovacích služeb odstranit některá syntetická barviva z výrobků (např. El02, El04, El 10, El22) a nahradit je přírodními zdravotně nezávadnými.
Názory na zdravotní nezávadnost barviv se neustále vyvíjí a jsou velmi diskutovanou otázkou. Nedostatečně jsou například zmapovány možné toxické interakce mezi látkami ve směsi, chybí poznatky o mechanismech toxicity a ustavení prediktivních matematických a biologických modelů. Jednu z posledních polemik ohledně genotoxicity způsobila barviva na bázi sulfonovaných azo- sloučenin: Amaranth (El23), Ponceau 4R (El24), Sunset Yellow FCF (E 110), Tartrazine (E102) a Azorubine/Carmoisine(E122). (EFSA Journal 2010;8( 10): 1778). Ačkoliv bylo prokázáno, že konzumace těchto aditiv nepředstavuje riziko, EFSA přesto doporučila další nové doplňující testování a potraviny obsahující jedno nebo více těchto potravinářských barviv (El 10, E104, E122, E129, E102, E124) musí v označení obsahovat doplňující informace: „mohou nepříznivě ovlivňovat činnost a pozornost dětí“ (http://www.europarl.europa.eu/sides/getDoc.do?language=en&type=IM-
PRESS&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, nej častěji 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 hrajícím významnou roh na mezinárodním globálním trhu patří především firma Chr. Hansen A/S, Sensient Technologies Corporation and Kalsec Inc., DDW, Naturex S.A., ADM (Wild flavors Inc.), ROHA Dyechem Pvt. Ltd., GNT International B.V., DIC Corporation, and LycoRed Ltd.
-1 CZ 308411 B6
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 nej sou námitky vůči použití Arpink Red do masných výrobků a analogů masa a masných výrobků (v množství až lOOmg/kg), dále do nealkoholických nápojů (v množství až lOOmg/kg), alkoholických nápojů (v množství až 200 mg/kg), mléčných výrobků (v množství až 150mg/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, FlavobacteriumZeaxanthin, Agrobacterium auranticum - Astaxanthin, Mycobacterium lacticola - Astaxanthin, Flavobacterium sp.- Zeaxanthin, Blakeslea trispora a Dunaliella salina - i-Carotene, Blakeslea trispora - Lycopene, Spongiococcum excentricum - Lutein (https://www.hindawi.com/joumals/ab/2014/837891/)
Kultivací mikroskopických hub může množství barevně významných složek sekundárních metabolitů, tzn. pigmentů dosahovat ve fermentačním prostředí až několik gramů na litr. 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. Biotechnologická příprava červeného pigmentu by mohla být alternativní náhradou nebo doplněním dosud používaných červených pigmentů ve farmacii nebo potravinářství (např. košenila).
Informací o komerční nebo potenciální využitelnosti plísňových kultur produkujících pigmenty v krmivářském, farmaceutickém nebo potravinářském průmyslu, je v 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. 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, Quom 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 fiingi. 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 β-glucan synthesis in Aspergillus nidulans spores. Scientific Reports., (5), Article number: 10199 2015). Glukany jsou základem vnitřní struktury buněčných stěn. Čisté glukany mohou být využity jako imunostimulátory při aplikacích
- 2 CZ 308411 B6 v medicíně a veterinárním lékařství, protože podporují produkci monocytů, neurofylů, 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.
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.
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 způsobu vedení kultivačního procesu plísňové kultury rodu Monascus s využitím ethanolu a dalších biologicky aktivních látek přítomných v mléčných produktech. Vynález si dále klade za cíl dát k dispozici racionální technologický postup s cílem zrychlení a dosažení optimální produkce pigmentu v kultivačním médiu.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby rodu Monascus, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že proces probíhá dvoustupňové na půdách obsahujících jako hlavní zdroj dusíku hydrolyzáty proteinů a ethanol získaný z prokvašených 3 až 20% hmota, roztoků mléčných produktů v prvním stupni postupu jako hlavní uhlíkatý zdroj.
V prvním stupni postupuje obtížně zkvasitelná laktóza přeměna pomocí mléčné kultury kvasinek Kluyveromyces marxianus na ethanolové roztoky o koncentracích 1,5 až 9% obj., které jsou dobře asimilovatelné v následujícím druhém stupni kultivace. V druhém stupni postupu jsou po inaktivaci kultury mléčné kvasinky Kluyveromyces marxianus ethanolizované prokvašené roztoky mléčných produktů využity jako ethanolový uhlíkatý zdroj, a to buď vsádkově na počátku kultivace nebo periodickým dávkováním během růstu kultury mikroskopické houby. Ethanolizované roztoky mléčných produktů jsou stabilizovány čpavkovou vodou na hodnotu pH 11 a použity pro udržování aktuálních koncentrací ethanolu 0,2 až 1,0% obj. v živném médiu rostoucí kultury mikroskopické houby roduMonascus při současném zachování rozmezí hodnot pH média 4,5 až 6,0.
Způsob využívá biogenní prvky, laktózu a další biologicky aktivní látky obsažené v mléčných produktech. Laktóza, která je obtížně zkvasitelná touto mikroskopickou houbou, je v prvním stupni metabolicky přeměněna pomocí mléčného kmene kvasinky Kluyveromyces marxianus na nízkoalkoholový roztok, který je základním a dobře zkvasitelným zdrojem pro následující kultivaci mikroskopické houby Monascus purpureus. Po alkalizaci tohoto nízkoalkoholového roztoku čpavkovou vodou je tato směs využita v kultivacích s periodickým doplňováním zdroje živin dusíku a uhlíku a při současném zajištění optimální koncentrace ethanolu při změnách pH kultivačního prostředí.
-3CZ 308411 B6
Následující příklady provedení fermentačního procesu, podle vynálezu, pouze dokládají, aniž by ho, jakkoliv omezovaly. Způsob podle vynálezu byl úspěšně vyzkoušen původci v praxi u přihlašovatele ve Výzkumném ústavu potravinářském Praha, v.v.i., CZ.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Porovnání asimilovatelných uhlíkatých zdrojů na produkci přírodního pigmentu kulturou mikroskopické houby Monascus.
V Tabulce č. 1 jsou uvedeny výsledky kultivačních pokusů na živných půdách s různým obsahem uhlíkatých látek. Seriální kultivační pokus byl proveden v Erlenmayerových baňkách s užitečným plněním 500 ml živné půdy obsahující stejná množství hydrolyzátu proteinu 0,2 % hmota, a kvasničného extraktu 0,1 % hmota, a různé přídavky asimilovatelných uhlíkatých zdrojů a ethanolu ve dvou různých koncentracích. Pokusy byly provedeny na rotační třepačce (100 RPM) při teplotě 30 °C bez úpravy pH. Po uplynutí 100 kultivačních hodin byly jednotlivé varianty z tohoto seriálního pokusu zhodnoceny z hlediska produkce pigmentu měřením absorbance A494. Ve variantě živných půd s ethanolem byl použit ethanolový zdroj ve formě 20% hmota, deproteinované syrovátky o koncentraci 8 % obj. ethanolu prokvašené kulturou mléčné kvasinky Kluveromyces marxianus tak, aby konečná koncentrace ethanolu v médiu v Erlenmayerových baňkách byla 1 nebo 2 % obj. Porovnáním naměřených hodnot je zřejmá vhodnost všech použitých uhlíkatých zdrojů s různým stupněm využitelnosti. Nejlepších výsledků bylo dosaženo ve variantách živných půd obsahujících 2 % hmota, sacharózy a 1 % obj. ethanolu. Porovnáním dosažených hodnot u jednotlivých zdrojů uhlíku je zřejmé, že vyšší obsah uhlíkatého zdroje v případě varianty živné půdy se sacharózou 4 % hmota, a ve variantě živné půdy s ethanolem 2 % obj. způsobuje zpomalování produkce pigmentu.
Tabulka 1- Složení kultivačních médií s různým obsahem asimilovatelných zdrojů
| C-zdroj | Sacharóza | Maltóza | Glukóza | Ethanol | ||||
| 0/ /0 | 2 | 4 | 2 | 4 | 2 | 4 | 1 | 2 |
| Kvasničný extrakt (%) | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Vysokoprotein. hydrolyzát (%) | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Absorbance (494 nm) | 2,974 | 0,540 | 0,337 | 0,695 | 0,238 | 0,490 | 2,458 | 2,077 |
Příklad 2
Srovnávací kultivační pokus na deproteinované syrovátce s mikroskopickou houbou Monascus purpureus s různými variantami složení půdy.
Kultivační pokusy s kmenem Monascus purpureus byly vedeny v Erlenmayerových baňkách s užitečným plněním 500 ml kultivačního média. Základ půdy tvořila deproteinovaná syrovátka 5% hmota. Kultivační půda u obou variant I a II dále obsahovala stejná množství kvasničného extraktu 0,1 % hmota., ale různá množství hydrolyzátu proteinu 0,2, resp. 0,4 % hmota. Základním uhlíkatým zdrojem v obou variantách půd byl ethanol obsažený v dávkované prokvašené kultuře
-4CZ 308411 B6 mléčné kvasinky Kluyveromyces marxianus. Před zahájením kultivačního pokusu byl ethanol přidán ve formě mléčné kultury do živného média tak, aby v obou variantách živné půdy byla počáteční koncentrace ethanolu 0,6 % obj. Po vnesení ethanolu byla zahájena kultivace na rotační třepačce (100 RPM) při teplotě 29 °C. Během 144hodinové kultivace v periodicky odebíraných vzorcích byla stanovována hodnota absorbance pro posouzení produkce přírodních pigmentů a byly sledovány aktuální koncentrace ethanolu. Z tabulky č. 2 je zřejmé, že nejvyšší dosažená absorbance byla naměřena ve variantě živné půdy II, kde byl vyšší poměr živných látek dusíku ku obsaženému zdroji uhlíku, tj. 53 mg aminodusíku/lml, resp. 106 mg aminodusíku/1 ml vloženého ethanolu.
Tabulka 2 - Srovnávací kultivační pokus s produkcí přírodních pigmentů v kulturách mikroskopické houby Monascus purpureus na ethanolu obsaženém v 5% hmota, deproteinované syrovátce (různé poměry živných látek dusíku a uhlíku).
| Složky půdy | I | II |
| Deproteinová syrovátka (5 % hmota.) | 500 | 500 |
| Kvasničný extrakt (% hmota.) | 0,1 | 0,1 |
| Vysokoprotein. hydrolyzát (% hmota.) | 0,2 | 0,4 |
| Ethanol (% obj)- počáteční koncentrace | 0,6 | 0,6 |
| Čas (hod.) | Aktuální obsah ethanolu v živném médiu (obj. %) | |
| 0 | ||
| 72 | 0,324 (slabě červená) | 0,278 (slabě červená) |
| 96 | červená | červená |
| 120 | 0,866 | 1,460 |
| 144 | 1,132 | 2,902 |
| 264 | 4,244 | 7,600 |
| Čas (hod.) | Aktuální obsah ethanolu v živném médiu (obj. %) | |
| 0 (počát.koncentrace) | 0,6 | 0,6 |
| 72 | 0,41 | 0,52 |
| 120 | 0,21 | 0,22 |
| 144 | 0,05 | 0,004 |
Příklad 3
Produkce přírodních pigmentů mikroskopické plísně Monascus purpureus na živných půdách obsahujících různé zdroje ethanolu (ethanol obsažený v prokvašené kvasinkové kultuře směsi mléka a syrovátky).
Srovnávací kultivační pokusy s mikroskopickou kulturou Monascus purpureus byly provedeny na rotační třepačce (100 RPM) při teplotě 29 °C s použitím různých variant živných půd obsahujících jako základ roztoky 3% hmota, deproteinované syrovátky a přídavky 0,1% hmota, kvasničného extraktu, 0,4% hmota, hydrolyzátu proteinu a 1% hmota, sacharózy. Obsažená sacharóza u všech variant půd byla použita na rozkvašení kultury mikroskopické houby. Po uplynutí 96 hodin, kdy došlo k vyčerpání obsažené sacharózy, byl do variant živných půd II a III dodán rozdílný uhlíkatý ethanolový zdroj. Ve variantě II živné půdy, v intervalu 96 až 120 hodin ve formě dělených dávek, to byl ethanol obsažený v alkalizovaném prokvašeném roztoku mléka a syrovátky pomocí kvasinky Kluyveromyces marxianus a ve srovnávací variantě III bylo použito uhlíkatého zdroje komerčního koncentrovaného ethanolu. Varianta I sloužila jako kontrolní půda, tzn. kultivace pokračovala bez přídavku ethanolu. V pokračující kultivaci na rotační třepačce byly sledovány
-5CZ 308411 B6 obsahy ethanolu a množství produkovaného pigmentu vyjádřeného hodnotou absorbance při vlnové délce 494 nm. Zatímco ve variantě I, kde nebyl obsažen ethanolový suplement, docházelo k plynulému zvyšování pH a velmi mírnému vzestupu hodnot naměřeného množství pigmentů, zřejmě způsobeného vlivem jeho uvolnění z nitra buněk, v ostatních variantách II a III růst 5 pokračoval a byl doprovázen postupným snižováním hodnoty pH média a zvyšováním produkce pigmentů. Ve variantě II se suplementem ethanolizovaného mléčného produktu byla pozorovaná zvýšená produkce pigmentů v médiu, svědčící o tom, že ethanol produkovaný kvasinkovou kulturou Kluveromyces marxianus v roztoku mléčného produktu může být velmi dobrým uhlíkatým zdrojem pro produkci pigmentů.
Tabulka 3 - Produkce mikrobiálních pigmentů mikroskopickou houbou Monascus na různých zdrojích ethanolu (komerční ethanol a ethanol obsažený v prokvašeném mléčném produktu)
| Kontrola | ||||||||||
| Čas j RU pH (hod.) Í % i | A«,í | EtOH íobj.%) 0 | Rf % 4,9 | pH | EtOH (obj.%) | Rf % | pH 5,08 | N/A | EtOH 0 | |
| 0 | 4,9 | 5,08 | N/A | 5,08 | N/A | O í Ό | ||||||
| 96 | 4.4 1 7,03 | 1.-289 | 0 | 4,4 | 7,08 | 1,455 | 4,4 4.6 | 7,06 | 1,311 | 0 |
| po přidání ethanolu 120............. | 4,ϊ [ 7Ž39 | $ 0 | 4,8 | 7,49 | 'Ý020 ' | 0řS8 | 7,08 | 1,704 | 0,60 | |
| 1,391 | 0,04 | 4,0 | 0,56 0,37 | 4,4 | 6,8 | 0,59 | ||||
| 144 í 4,4 í 7,62 | 1,630 | 0,04 | 3,5 | 5,52 | 6,370 | 4,5 | 6,54 | 3,075 | 0,38 |
*bez přídavku ethanolu, **přídavek ethanolu obsaženého v prokvašeném mléčném produktu, ***přídávek ethanolu koncentrovaného komerčního
Claims (4)
1. Způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby rodu Monascus, vyznačující se tím, že proces probíhá dvoustupňové na půdách obsahujících jako hlavní zdroj dusíku hydrolyzáty proteinů a ethanol získaný z prokvašených 3 až 20% hmota, roztoků mléčných produktů v prvním stupni postupu jako hlavní uhlíkatý zdroj.
2. Způsob produkce pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Monascus podle nároku 1, vyznačující se tím, že v prvním stupni postupuje obtížně zkvasitelná laktóza přeměněna pomocí mléčné kultury kvasinek Kluyveromyces marxianus na ethanolové roztoky o koncentracích 1,5 až 9 % obj., které jsou dobře asimilovatelné v následujícím druhém stupni kultivace.
3. Způsob produkce pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Monascus podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že v druhém stupni postupu jsou po inaktivaci kultury mléčné kvasinky Kluyveromyces marxianus ethanolizované prokvašené roztoky mléčných produktů využity jako ethanolový uhlíkatý zdroj, a to buď vsádkově na počátku kultivace nebo periodickým dávkováním během růstu kultury mikroskopické houby.
4. Způsob produkce pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Monascus podle nároků 1, 2 a 3, vyznačující se tím, že ethanolizované roztoky mléčných produktů jsou stabilizovány čpavkovou vodou na hodnotu pH 11a použity pro udržování aktuálních koncentrací ethanolu 0,2 až 1,0 % obj. v živném médiu rostoucí kultury mikroskopické houby roduMonascus při současném zachování rozmezí hodnot pH média 4,5 až 6,0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-813A CZ308411B6 (cs) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Monascus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-813A CZ308411B6 (cs) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Monascus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2017813A3 CZ2017813A3 (cs) | 2019-06-26 |
| CZ308411B6 true CZ308411B6 (cs) | 2020-08-05 |
Family
ID=66951709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2017-813A CZ308411B6 (cs) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Monascus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ308411B6 (cs) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BG96724A (bg) * | 1992-07-31 | 1994-03-24 | Kujumdzhieva | Метод за получаване на оцветител за хранителни продукти |
| WO1995014786A1 (en) * | 1993-11-26 | 1995-06-01 | Anna Kujumdzieva | Method for obtaining food colouring product |
| US5627068A (en) * | 1994-06-24 | 1997-05-06 | Kujumdzieva; Anna V. | Monascus purpureus strain producer of pigments and by-products |
| CN104855510A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-08-26 | 西藏月王生物技术有限公司 | 一种青稞红曲酸奶及其制备方法 |
| CZ307416B6 (cs) * | 2014-05-22 | 2018-08-08 | Výzkumný ústav potravinářský Praha, v.v.i. | Způsob kombinované dvoustupňové fermentace rostlinných šťáv a deproteinované syrovátky |
-
2017
- 2017-12-18 CZ CZ2017-813A patent/CZ308411B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BG96724A (bg) * | 1992-07-31 | 1994-03-24 | Kujumdzhieva | Метод за получаване на оцветител за хранителни продукти |
| WO1995014786A1 (en) * | 1993-11-26 | 1995-06-01 | Anna Kujumdzieva | Method for obtaining food colouring product |
| US5627068A (en) * | 1994-06-24 | 1997-05-06 | Kujumdzieva; Anna V. | Monascus purpureus strain producer of pigments and by-products |
| CZ307416B6 (cs) * | 2014-05-22 | 2018-08-08 | Výzkumný ústav potravinářský Praha, v.v.i. | Způsob kombinované dvoustupňové fermentace rostlinných šťáv a deproteinované syrovátky |
| CN104855510A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-08-26 | 西藏月王生物技术有限公司 | 一种青稞红曲酸奶及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2017813A3 (cs) | 2019-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dufossé | Microbial pigments from bacteria, yeasts, fungi, and microalgae for the food and feed industries | |
| Carvalho et al. | Production of Monascus biopigments: an overview | |
| Kumar et al. | Microbial pigments: production and their applications in various industries | |
| Dikshit et al. | Comparative study of natural and artificial flavoring agents and dyes | |
| Dufossé | Microbial production of food grade pigments | |
| Ray et al. | Proximate composition and sensory evaluation of anthocyanin-rich purple sweet potato (Ipomoea batatas L.) wine | |
| Manan et al. | Monascus spp | |
| WO2016030465A1 (en) | Method of fermenting cocoa beans | |
| KR20200137232A (ko) | 효모 자가분해물을 질소원으로 이용한 콤부차 제조방법 | |
| KR101730558B1 (ko) | 향기성분 고생산성 사카로마이세스 세레비제 jy231 효모 및 이를 이용한 주류의 제조 방법 | |
| KR20100005364A (ko) | 새송이버섯 파치를 함유하는 발효사료조성물 및 이의제조방법 | |
| Liu et al. | Effects of tandem fermentation of edible mushroom and L. plantarum on sensory, polysaccharide, vitamin C, and γ-aminobutyric acid of Rosa roxburghii Tratt and coix seed beverage | |
| Yıldız et al. | Production of vinegar from kashar cheese whey and volatile component profile, antibacterial effect, and antioxidant potential of whey vinegar | |
| Tangüler et al. | Problems, suggestions and last trends related to salgam beverage which is traditional product of Turkey | |
| Muthezhilan et al. | Isolation, optimization and extraction of microbial pigments from marine yeast Rhodotorula Sp (Amby109) as food colourants | |
| CZ308411B6 (cs) | Způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Monascus | |
| KR101530661B1 (ko) | 마-홍국을 이용한 막걸리 제조방법 및 그에 의한 마-홍국 막걸리 | |
| Ogbodo et al. | Production, use, and prospects of microbial food colorants | |
| de Carvalho et al. | Production of pigments | |
| CZ31652U1 (cs) | Kultivační půda pro produkci přírodních pigmentů pomocí mikroskopických hub rodu Monascus | |
| CZ30729U1 (cs) | Kultivační medium pro mikrobiální produkci pigmentů pomocí submerzních kultur mikroskopických hub | |
| Sutthiwong et al. | Production of biocolours | |
| Dufossé | Research, development, and production of microalgal and microbial biocolorants | |
| Horgan et al. | Pharmaceutical and chemical commodities from fungi | |
| CZ201896A3 (cs) | Přísada ke zvýšení produkce pigmentů v submerzních kulturách mikroskopických hub a způsob její výroby |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20211218 |