MD1853Z - Procedeu de cultivare a tulpinii de drojdii Rhodotorula mucilaginosa CNMN-Ys-10 - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la biotehnologie, în particular la un procedeu de cultivare a tulpinii de drojdii Rhodotorula mucilaginosa şi poate fi aplicată pentru obţinerea biomasei de drojdii cu un conţinut sporit de caroten.Procedeul de cultivare a tulpinii de drojdii Rhodotorula mucilaginosa CNMN-Ys-10, conform invenţiei, prevede cultivarea submersă atulpinii la temperatura de +27-28°C cu agitare continuă la 200 rot/min timp de 120 de ore pe medii nutritive obţinute din deşeuri vegetale agroalimentare, ce conţin extract din coji de morcov sau extracte din coji de morcov şi coji de ţelină în raport de 1:1.

Description

[0001] Invenţia se referă la biotehnologie, în particular la un procedeu de cultivare a tulpinii de drojdii Rhodotorula mucilaginosa şi poate fi aplicată pentru obţinerea biomasei de drojdii cu un conţinut sporit de caroten.

[0002] Actualmente sunt cunoscute diverse procedee de cultivare a R. mucilaginosa pe diferite medii nutritive, inclusiv naturale, obţinute în baza diferitor deşeuri agroalimentare: coji, seminţe, băgasă.

[0003] Cea mai apropiată soluţie prevede cultivarea tulpinii de drojdii R. mucilaginosa CCT 3892 pe un mediu nutritiv în bază de hidrolizat de băgasă de sisal (Agave sisalana) suplimentat cu extract de drojdii şi diverse săruri minerale, care permite majorarea semnificativă, cu circa 50% a productivităţii de biomasă a tulpinii de la 8,42 până la 12,17-12,87 g/L BAU, însă cu un conţinut de carotenoizi scăzut, de maxim 92,44 µg/g, ce permite obţinerea a 1,13 mg/L de carotenoizi. În acelaşi timp, la varianta cu conţinut maximal de carotenoizi de 179,66 µg/g, scade semnificativ productivitatea de biomasă până la 4,69 g/L BAU, ce permite obţinerea a doar 0,84 mg/L de carotenoizi [1].

[0004] Dezavantajul acestui procedeu constă în cantitatea de biomasă joasă a tulpinii în varianta cu conţinut maximal de carotenoizi şi conţinut mic de carotenoizi în varianta cu productivitate de biomasă maximă.

[0005] Problema pe care o rezolvă invenţia constă în sporirea productivităţii de biomasă a tulpinii, a conţinutului de carotenoizi în biomasă, a producţiei de carotenoizi şi a activităţii catalazei (CAT) în ea.

[0006] Problema se rezolvă prin procedeul de cultivare a tulpinii de drojdii Rhodotorula mucilaginosa CNMN-Ys-10, care constă în obţinerea suspensiei de drojdii Rhodotorula mucilaginosa CNMN-Ys-10 prin cultivare pe mediul YPD timp de 48 de ore, inocularea suspensiei în concentraţie de 5% în mediul nutritiv, ce conţine extract din coji de morcov sau extract din coji de morcov şi extract din coji de ţelină în raport de 1:1, cultivarea submersă a tulpinii la temperatura de +27-28°C cu agitare continua la 200 rot/min timp de 120 de ore, totodată extractele din coji de morcov şi coji de ţelină se obţin prin mărunţirea cojilor, amestecarea cu apă distilată în raport de 1:1, autoclavarea la temperatura de 115°C, presiunea de 0,5 atm, timp de 30 min, separarea supernatantului prin centrifugare şi sterilizarea acestuia la temperatura de 115°C, presiunea de 0,5 atm, timp de 30 min.

[0007] Rezultatul tehnic al invenţiei constă în sporirea cantităţii de biomasă cu 6,9-68,1%, a conţinutului de carotenoizi în biomasă cu 145,7-226,9%, producţiei de carotenoizi de 3-5,5 ori, activităţii CAT cu 29,8-43,0% comparativ cu martorul (tabelul) şi sporirea conţinutului de carotenoizi în biomasă cu 17,9-56,8% şi a producţiei de carotenoizi de circa 3 ori comparativ cu soluţia cea mai apropiată.

[0008] Rezultatul invenţiei este condiţionat de utilizarea mediilor nutritive naturale, obţinute în baza extractelor din coji de morcov şi ţelină cu o compoziţie biochimică valoroasă în calitate de stimulatori al productivităţii tulpinii R. mucilaginosa CNMN-Ys-10, biosintezei carotenoizilor şi activităţii CAT.

[0009] Exemple de realizare a invenţiei

[0010] Exemplul 1

[0011] Se prepară extractul din coji de morcov (EM) după cum urmează: se spală repetat cojile de morcov pentru eliminarea impurităţilor; se mărunţesc până la dimensiunea particulelor de 0,5-1,0 cm; în continuare, 1 volum de coji (750 g de masă umedă cu 10,12±0,48% S.U.) se amestecă cu 1 volum de apă distilată (750 mL) şi se autoclavează timp de 30 min la temperatura de 115°C, presiunea de 0,5 atm, după răcire, se separă supernatantul (extractul) de sediment (coji de morcov) prin centrifugare; în continuare supernatantul (extractul) se sterilizează în autoclavă timp de 30 min la temperatura de 115°C, presiunea de 0,5 atm. Extractul obţinut are un conţinut de zahăr de 5,0°Blg şi pH-5,6.

[0012] Se prepară extractul din coji de ţelină (EŢ) după cum urmează: se spală repetat cojile de ţelină pentru eliminarea impurităţilor; se mărunţesc până la dimensiunea particulelor de 0,5-1,5 cm; în continuare, 1 volum de coji (750 g de masă umedă cu 9,35±0,06% S.U.) se amestecă cu 1 volum de apă distilată (750 mL) şi se autoclavează timp de 30 min la temperatura de 115°C, presiunea de 0,5 atm, după răcire, se separă supernatantul (extractul) de sediment (coji de ţelină) prin centrifugare; în continuare supernatantul (extractul) se sterilizează în autoclavă timp de 30 min la temperatura de 115°C, presiunea de 0,5 atm. Extractul obţinut are un conţinut de zahăr de 4,5°Blg şi pH-5,5.

[0013] Se prepară mediul nutritiv prin combinarea (amestecarea) extractelor EM şi EŢ în proporţie de 1:1 şi se sterilizează în autoclavă timp de 30 min la temperatura de 115°C, presiunea de 0,5 atm. Mediul nutritiv obţinut se utilizează în calitate de sursă unică de carbon şi azot pentru cultivarea submersă a tulpinii de drojdii. Materialul semincer este obţinut prin cultivarea tulpinii de drojdii pe mediul nutritiv YPD, timp de 48 de ore, pe agitator (200 rot/min), la temperatura de +25-26°C. Inoculul constituie 5% din volumul mediului nutritiv, iar cultivarea submersă se realizează în baloane Erlenmeyer, pe agitator cu viteza de rotaţie de 200 rot/min, la temperatura de +27-28°C timp de 120 de ore.

[0014] În rezultat productivitatea tulpinii este de 7,7±0,3 g/L BAU, conţinutul de carotenoizi de 211,8±11,2 µg/g, producţia de carotenoizi de 1,63 mg/L şi activitatea CAT de 1108,9±114,0 mmol/min.mg proteină.

[0015] Exemplul 2

[0016] Se prepară extractul din coji de morcov (EM) după cum urmează: se spală repetat cojile de morcov pentru eliminarea impurităţilor; se mărunţesc până la dimensiunea particulelor de 0,5-1,0 cm; în continuare, 1 volum de coji (750 g de masă umedă cu 10,12±0,48% S.U.) se amestecă cu 1 volum de apă distilată (750 mL) şi se autoclavează timp de 30 min la temperatura de 115°C, presiunea de 0,5 atm, după răcire, se separă supernatantul (extractul) de sediment (coji de morcov) prin centrifugare; în continuare supernatantul (extractul) se sterilizează în autoclavă timp de 30 min la temperatura de 115°C, presiunea de 0,5 atm. Extractul obţinut, cu un conţinut de zahăr de 5,0°Blg şi pH-5,6 se utilizează ca mediu nutritiv, în calitate de sursă unică de carbon şi azot pentru cultivarea submersă a tulpinii de drojdii. Materialul semincer este obţinut prin cultivarea tulpinii de drojdii pe mediul nutritiv YPD, timp de 48 de ore, pe agitator (200 rot/min), la temperatura de +25-26°C. Inoculul constituie 5% din volumul mediului nutritiv, iar cultivarea submersă se realizează în baloane Erlenmeyer, pe agitator cu viteza de rotaţie de 200 rot/min, la temperatura de +27-28°C timp de 120 de ore.

[0017] În rezultat productivitatea tulpinii este de 12,1±0,6 g/L BAU, conţinutul de carotenoizi de 281,8±11,7 µg/g, producţia de carotenoizi de 3,41 mg/L şi activitatea CAT de 1222,1±133,7 mmol/min.mg proteină.

[0018] Tabel

[0019] Productivitatea, conţinutul, producţia de carotenoizi şi activitatea CAT

[0020] a tulpinii R. mucilaginosa CNMN-Ys-10 pe diverse medii nutritive

Mediu nutritiv

Productivitate, g/L BAU

Productivitate, % la martor

Carotenoizi, µg/g

Carotenoizi, % la martor

Productivitate carotenoizi, mg/L

Activitatea CAT, mmol/min.mg proteină

Activitatea CAT, % la martor

YPD (Martor)

7,2±0,3

100

86,2±9,4

100

0,62

854,5±64,2

100

EM:EŢ (1:1)

7,7±0,3

106,9

211,8±11,2*

245,7

1,63

1108,9±114,0*

129,8

EM

12,1±0,6*

168,1

281,8±11,7*

326,9

3,41

1222,1±133,7*

143,0

[0022] * statistic semnificativ pentru p≤0,05

[0023] Cercetările pentru realizarea invenţiei au fost efectuate în cadrul proiectului 020101 InBioS - Innovative biotechnological solutions for agriculture, medicine and environment, finanţat de Ministerul Educaţiei şi Cercetării a Republicii Moldova.

[0024] 1. Josevan da Silva, Flávio Luiz Honorato da Silva, José Evangelista Santos Ribeiro, Débora Jamila Nóbrega de Melo, Felipe Augusto Santos, Lorena Lucena de Medeiros. Effect of supplementation, temperature and pH on carotenoids and lipids production by Rhodotorula mucilaginosa on sisal bagasse hydrolyzate. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 2020, v. 30, 101847, găsit în Internet, URL: <https://doi.org/10.1016/j.bcab.2020.101847>

Claims (1)

1. Procedeu de cultivare a tulpinii de drojdii Rhodotorula mucilaginosa CNMN-Ys-10, care constă în obţinerea suspensiei de drojdii Rhodotorula mucilaginosa CNMN-Ys-10 prin cultivare pe mediul YPD timp de 48 de ore, inocularea suspensiei în concentraţie de 5% în mediul nutritiv, ce conţine extract din coji de morcov sau extracte din coji de morcov şi coji de ţelină în raport de 1:1, cultivarea submersă a

tulpinii la temperatura de +27-28°C cu agitare continuă la 200 rot/min timp de 120 de ore, totodată extractul din coji de morcov şi extractul din coji de ţelină se obţin prin mărunţirea cojilor, amestecarea cu apă distilată în raport de 1:1, autoclavarea la temperatura de 115°C, presiunea de 0,5 atm, timp de 30 min, separarea supernatantului prin centrifugare şi sterilizarea acestuia la temperatura de 115°C, presiunea de 0,5 atm, timp de 30 min.