PL219970B1 - Method for the isolation of lactones from the micro-organism cultures - Google Patents
Method for the isolation of lactones from the micro-organism culturesInfo
- Publication number
- PL219970B1 PL219970B1 PL400136A PL40013612A PL219970B1 PL 219970 B1 PL219970 B1 PL 219970B1 PL 400136 A PL400136 A PL 400136A PL 40013612 A PL40013612 A PL 40013612A PL 219970 B1 PL219970 B1 PL 219970B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- lactones
- microorganisms
- culture
- pyrone
- pentyl
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 title claims description 16
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims description 12
- 238000002955 isolation Methods 0.000 title description 3
- MAUFTTLGOUBZNA-UHFFFAOYSA-N 6-n-Pentyl-alpha-pyrone Chemical group CCCCCC1=CC=CC(=O)O1 MAUFTTLGOUBZNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 241000223259 Trichoderma Species 0.000 claims description 8
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 8
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims description 7
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims description 7
- 125000000422 delta-lactone group Chemical group 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 claims description 4
- 241000223252 Rhodotorula Species 0.000 claims description 4
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 claims description 4
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims description 4
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 claims description 2
- 238000001256 steam distillation Methods 0.000 claims description 2
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 10
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 241000223260 Trichoderma harzianum Species 0.000 description 4
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 4
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 4
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 244000144730 Amygdalus persica Species 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000006040 Prunus persica var persica Nutrition 0.000 description 3
- 229940121375 antifungal agent Drugs 0.000 description 3
- 239000000287 crude extract Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 2
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 241000223221 Fusarium oxysporum Species 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 241000813090 Rhizoctonia solani Species 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 2
- IFYYFLINQYPWGJ-UHFFFAOYSA-N gamma-decalactone Chemical compound CCCCCCC1CCC(=O)O1 IFYYFLINQYPWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000012746 preparative thin layer chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 5,8-dihydroxy-2-methoxy-6-methyl-7-(2-oxopropyl)naphthalene-1,4-dione Chemical compound CC1=C(CC(C)=O)C(O)=C2C(=O)C(OC)=CC(=O)C2=C1O UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXGQGHHNOWYMRT-UHFFFAOYSA-N 5-hexyl-2-phenoxyphenol Chemical compound OC1=CC(CCCCCC)=CC=C1OC1=CC=CC=C1 SXGQGHHNOWYMRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001480043 Arthrodermataceae Species 0.000 description 1
- 241000228197 Aspergillus flavus Species 0.000 description 1
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 description 1
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 1
- 241000123650 Botrytis cinerea Species 0.000 description 1
- 241000308595 Buckleyzyma aurantiaca Species 0.000 description 1
- 241000222122 Candida albicans Species 0.000 description 1
- 241000321538 Candidia Species 0.000 description 1
- 241000221955 Chaetomium Species 0.000 description 1
- 241000223211 Curvularia lunata Species 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004097 EU approved flavor enhancer Substances 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 241000223218 Fusarium Species 0.000 description 1
- 241001149669 Hanseniaspora Species 0.000 description 1
- 241001363490 Monilia Species 0.000 description 1
- 241000235648 Pichia Species 0.000 description 1
- 241000223253 Rhodotorula glutinis Species 0.000 description 1
- 241000235070 Saccharomyces Species 0.000 description 1
- 241000223261 Trichoderma viride Species 0.000 description 1
- 241000223229 Trichophyton rubrum Species 0.000 description 1
- 241000235013 Yarrowia Species 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000010364 biochemical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000013452 biotechnological production Methods 0.000 description 1
- 229940095731 candida albicans Drugs 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 235000013351 cheese Nutrition 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 230000037304 dermatophytes Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000019264 food flavour enhancer Nutrition 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 1
- IFYYFLINQYPWGJ-VIFPVBQESA-N gamma-Decalactone Natural products CCCCCC[C@H]1CCC(=O)O1 IFYYFLINQYPWGJ-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- 125000000457 gamma-lactone group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000000858 peroxisomal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 1
- 229940127557 pharmaceutical product Drugs 0.000 description 1
- 230000008659 phytopathology Effects 0.000 description 1
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 229930000044 secondary metabolite Natural products 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
- 235000013618 yogurt Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób izolacji laktonów z hodowli mikroorganizmów, zwłaszcza grzybów strzępkowych z rodzaju Trichoderma i Aspergillus oraz drożdży z rodzaju Rhodotorula.The present invention relates to a method of isolating lactones from the cultivation of microorganisms, especially filamentous fungi of the genus Trichoderma and Aspergillus and yeasts of the genus Rhodotorula.
Wynalazek może znaleźć zastosowanie w przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym do otrzymywania komponentów zapachowych oraz w przemyśle spożywczym do otrzymywania aromatów i wzmacniaczy smaku m.in. w napojach, jogurtach, serach, wyrobach cukierniczych. Wynalazek także może znaleźć zastosowanie w przemyśle chemicznym do otrzymywania wzorca analitycznego, np. do oznaczeń chromatograficznych.The invention can be used in the cosmetics and pharmaceutical industries for the production of fragrance components and in the food industry for the production of flavors and flavor enhancers, among others. in drinks, yoghurts, cheese, confectionery. The invention may also find application in the chemical industry for the preparation of an analytical standard, e.g. for chromatographic determinations.
W ostatnim czasie, w związku ze zwiększonym zapotrzebowania na produkty naturalne, wzrasta zainteresowanie pozyskiwaniem związków aromatycznych. Tradycyjnie, takie związki pozyskiwanie są z roślin, ale występują one w niskich stężeniach, poza tym ich produkcja ma charakter sezonowy i zależna jest od czynników środowiskowych (warunki klimatyczne, geograficzne, choroby roślin). Z kolei związki aromatyczne, otrzymane w wyniku syntezy chemicznej, określane są jako sztuczne i przez to nie są doceniane przez konsumentów.Recently, due to the increased demand for natural products, the interest in obtaining aromatic compounds has increased. Traditionally, such compounds are obtained from plants, but they occur in low concentrations, and their production is seasonal and depends on environmental factors (climatic and geographical conditions, plant diseases). On the other hand, aromatic compounds obtained as a result of chemical synthesis are referred to as artificial and therefore are not appreciated by consumers.
Ciekawą alternatywną wydaje się być produkcja metabolitów lotnych przez mikroorganizmy. Pozyskane w ten sposób związki uznawane są za substancje naturalne (Dastager S.G., 2009. Aroma Compounds. Singh nee' Nigam P., Pandey A. (eds.), w Biotechnology for Agro-Industrial Residues Utilisation, rozdz. 6, str. 105-238, DOI 10.1007/978-1-40209942-7 6, S pringer Science Business Media B.V.). Do naturalnych związków aromatycznych, o trwałej strukturze należą γ- i δ-laktony, syn. 4- i 5-alkanolidy (penta-, heksa-, hepta-, okta-, nona-, deka-, undeka-, dodeka- nasycone i nienasycone). Wśród mikroorganizmów zdolnych do produkcji naturalnych związków aromatycznych, o trwałej strukturze, najczęściej wymienia się grzyby strzępkowe m.in. z rodzaju Trichoderma, Aspergillus, Monilia i Fusarium oraz drożdże m.in. z rodzaju Candidia, Saccharomyces, Rhodotorula, Yarrowia, Kloeckera, Sporidiobulus, Pichia. Laktony są przedmiotem opracowań wielu syntez chemicznych i sposobów izolowania ze źródeł naturalnych, głównie, ze względu na interesujące właściwości sensoryczne oraz zapachowe. Do laktonów o znaczeniu przemysłowym można zaliczyć, między innymi te o zapachu brzoskwiniowym, kremowym, kokosowym, czy orzechowym. Ich ważną, pozytywną cechą jest niski próg wyczuwalności (rzędu dziesiątych części ppm) (Janssens L. i wsp., 1992. Production of flavors by microorganisms. Process Biochem., 27: 195-215, Endrizzi A., Pagot Y., 1996. Production of lactones and peroxisomal beta-oxidation in yeasts. Critical Rev. Biotech., 16(4):301-329; HaarmannAn interesting alternative seems to be the production of volatile metabolites by microorganisms. The compounds thus obtained are considered natural substances (Dastager SG, 2009. Aroma Compounds. Singh nee 'Nigam P., Pandey A. (eds.), In Biotechnology for Agro-Industrial Residues Utilization, Ch. 6, p. 105. -238, DOI 10.1007 / 978-1-40209942-7 6, S pringer Science Business Media BV). Natural aromatic compounds with a stable structure include γ- and δ-lactones, syn. 4- and 5-alkanolides (penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona-, deca-, undeka-, dodeca-saturated and unsaturated). Among the microorganisms capable of producing natural aromatic compounds with a stable structure, the most common are filamentous fungi, e.g. from the genus Trichoderma, Aspergillus, Monilia and Fusarium, and yeasts incl. from the genus Candidia, Saccharomyces, Rhodotorula, Yarrowia, Kloeckera, Sporidiobulus, Pichia. Lactones are the subject of many chemical syntheses and methods of isolation from natural sources, mainly due to interesting sensory and smell properties. Industrial lactones include, among others, peach, cream, coconut or nut flavors. Their important positive feature is the low detection threshold (in tenths of a ppm) (Janssens L. et al., 1992. Production of flavors by microorganisms. Process Biochem., 27: 195-215, Endrizzi A., Pagot Y., 1996. Production of lactones and peroxisomal beta-oxidation in yeasts. Critical Rev. Biotech., 16 (4): 301-329; Haarmann
I. L.G., 1997. Biotechnological production of flavour-active lactones. Advances in Biochemical Engineering/Biotechnol., 55: 221-238, T. Scheper (eds.), Springer-Verlag Belin Heidelberg 1997).I. L.G., 1997. Biotechnological production of flavor-active lactones. Advances in Biochemical Engineering / Biotechnol., 55: 221-238, T. Scheper (eds.), Springer-Verlag Belin Heidelberg 1997).
Do laktonów lotnych z parą wodną, należą między innymi, nienasycone δ-laktony (5-alkanolidy), wśród których największe zainteresowanie wzbudza biosynteza 6-pentylu-a-pironu (syn. 6PAP, 6PP, 6-n-pentylo-2H-piran-2-on, 6-amylo-a-piron). Ze względu na intensywnie kokosowy zapach ma on znaczenie jako ważny składnik zapachowy w produkcji żywności (Parker S.R. i wsp., 1999. Spectrum of activity of antifungal natural products and their analogs. W “Biologically active natural products: agrochemicals”, Edrs Cutler H.G., Cutler S.J., Wyd. CRC Press LLC, Boca, Raton, London, New York, Washington, D.C.; Spencer, M.D. i wsp., 1978, Occurrence of 6-pentyl-a-pyrone in peach essence.Volatile lactones with water vapor include, among others, unsaturated δ-lactones (5-alkanolides), among which the most interesting is the biosynthesis of 6-pentyl-α-pyrone (syn. 6PAP, 6PP, 6-n-pentyl-2H-pyran -2-one, 6-amyl-α-pyrone). Due to its intense coconut scent, it is important as an important fragrance ingredient in food production (Parker SR et al., 1999. Spectrum of activity of antifungal natural products and their analogs. In "Biologically active natural products: agrochemicals", Edrs Cutler HG, Cutler SJ, CRC Press LLC, Boca, Raton, London, New York, Washington, DC; Spencer, MD et al., 1978, Occurrence of 6-pentyl-a-pyrone in peach essence.
J. Food Sei. 36, 536), kosmetyków (Horvat R.J. i wsp., 1990. Comparison of the volatile compounds from several commercial peach cultivars. J. Agricul. Food Chem., 38(1): 234-237; Hui Y.H. i Clark S., 2007. Handbook of Food Products Manufacturing: Principles, bakery, beverages, str. 187, Wiley Interscience), czy też produktów farmaceutycznych (Janssens L. i wsp., 1992. Production of flavors by microorganisms. Process Biochem., 27: 195-215; Rocha-Valadez J.A. i wsp., 2006. Fromshake flasks to stirred fermentors: Scale-up of an extractive fermentation process or 6-pentyl-a-pyrone production by Trichoderma harzianum using volumetric power input. Process Biochem., 41: 1347-1352).J. Food Sei. 36, 536), cosmetics (Horvat RJ et al., 1990. Comparison of the volatile compounds from several commercial peach cultivars. J. Agricul. Food Chem., 38 (1): 234-237; Hui YH and Clark S., 2007. Handbook of Food Products Manufacturing: Principles, bakery, beverages, p. 187, Wiley Interscience) or pharmaceutical products (Janssens L. et al., 1992. Production of flavors by microorganisms. Process Biochem., 27: 195- 215; Rocha-Valadez JA et al., 2006. Fromshake flasks to stirred fermentors: Scale-up of an extractive fermentation process or 6-pentyl-a-pyrone production by Trichoderma harzianum using volumetric power input. Process Biochem., 41: 1347 -1352).
Znane są również laktony o właściwościach grzybobójczych. Wśród nich można wymienić δ- i γ-dekalaktony aktywne w stosunku do dermatofitów takich jak Trichophyton rubrum i Candida albicans (Kalinowska K i wsp., 2010, Aktywność przeciwgrzybicza in vitro laktonów, ketonów oraz dioli. Mikol. Lek., 17 (4); 217-220), czy też δ-lakton 6PAP aktywny wobec szeregu fitopatogenów, takich jak Botrytis cinerea (Pezet R. i wsp., 1999. Simple analysis of 6-pentyl-a-pyrone, a major antifungal metabolite of Trichoderma spp., useful for testing the antagonistic activity of these fungi. Phytochem. Anal., 10: 285-288), Chaetomium spp., Curvularia lunata, Aspergillus flavus, Escherichia coli (Cutler H.G. i wsp., 1986. 6-pentyl-a-pyrone from Trichoderma harzianum inhibitory and antimicrobial properties. Agric. Biol., Chem., 50: 2943-2945), Rhizoctonia solani, Fusarium oxy-sporum (Scarselletti R.Lactones with fungicidal properties are also known. These include δ- and γ-decalactones active against dermatophytes such as Trichophyton rubrum and Candida albicans (Kalinowska K et al., 2010, In vitro antifungal activity of lactones, ketones and diols. Mikol. Lek., 17 (4) ; 217-220), or δ-lactone 6PAP active against a number of phytopathogens such as Botrytis cinerea (Pezet R. et al., 1999. Simple analysis of 6-pentyl-a-pyrone, a major antifungal metabolite of Trichoderma spp. , useful for testing the antagonistic activity of these fungi. Phytochem. Anal., 10: 285-288), Chaetomium spp., Curvularia lunata, Aspergillus flavus, Escherichia coli (Cutler HG et al., 1986. 6-pentyl-a- pyrone from Trichoderma harzianum inhibitors and antimicrobial properties. Agric. Biol., Chem., 50: 2943-2945), Rhizoctonia solani, Fusarium oxy-sporum (Scarselletti R.
PL 219 970 B1 i Fauli J.L., 1994. In vitro activity of 6-pentyl-a-pyrone, a metabolite of Trichoderma harzianum in the inhibition of Rhizoctonia solani and Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici. Mycol. Res., 98: 1207-1209).And Fauli J.L., 1994. In vitro activity of 6-pentyl-α-pyrone, a metabolite of Trichoderma harzianum in the inhibition of Rhizoctonia solani and Fusarium oxysporum f. Sp. Lycopersici. Mycol. Res., 98: 1207-1209).
Znaną metodą izolacji laktonów z kultur mikroorganizmów, na skalę laboratoryjną, jest ekstrakcja przy zastosowaniu rozpuszczalników organicznych. Jest to metoda czaso- i pracochłonna, a do tego bardzo kosztowna.A known method of isolating lactones from cultures of microorganisms, on a laboratory scale, is extraction with the use of organic solvents. It is a time-consuming and labor-consuming method, and also very expensive.
Jedną z najczęściej wykorzystywanych technik jest ekstrakcja periodyczna. W pierwszym etapie następuje oddzielenie komórek od płynu pohodowlanego (do tego etapu wymagane są m.in. lejki, sączki jakościowe, kolbki Erlenmayera). Otrzymany płyn pohodowlany poddaje się min. 3-krotnej ekstrakcji rozpuszczalnikiem organicznym (do tego etapu wymagany jest rozpuszczalnik, np. octan etylu, eter dietylowy, aceton oraz rozdzielacz). W kolejnym etapie następuje osuszenie rozpuszczalnika (np. nadbezwodnym siarczanem sodu), odsączenie (sączki Whatmana, lejki) i jego odparowanie (do tego etapu wymagana jest m.in. wyparka próżniowa). Otrzymany surowy ekstrakt oczyszcza się przy zastosowaniu preparatywnej chromatografii cienkowarstwowej PTLC (do tego etapu wymagane są m.in. płytki chromatograficzne, komora chromatograficzna, rozpuszczalniki np. dichlorometan, metanol, lampa UV do wizualizacji chromatogramu) lub chromatografii kolumnowej (kolumna, złoża chromatograficzne, np. krzemowe, rozpuszczalniki organiczne np. eter dietylowy, heksan, aceton, chlorek metylenu) i poddaje analizie jakościowej i ilościowej. Ilościowe i jakościowe oznaczenie lotnych metabolitów grzybowych zazwyczaj wykonywane jest przy pomocy chromatografii gazowej (GC) lub wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC). Stosując w/w technikę ekstrakcji z płynnej hodowli, na przykład grzybów Trichoderma spp., można uzyskać 100 pg laktonu 6PAP / ml. (Pezet i wsp., 1999, Simple analysis of 6-pentyl-a-pyrone, a major antifungal metabolite of Trichoderma spp., useful for testing the antagonistic activity of these fungi. Phytochem. Anal., 10; 285-288; Vinale F. i wsp., 2008. A novel role for Trichoderma secondary metabolites in the interactions with plants. Physiological and Molecular Plant Pathology 72: 80-86, Alchihab M. i wsp., 2009, Production of γ-Decalactone by a Psychrophilic and a Mesophilic Strain of the Yeast Rhodotorula aurantiaca. AppI Biochem Biotechnol., 158:41-50).One of the most commonly used techniques is batch extraction. In the first stage, the cells are separated from the post-culture fluid (this stage requires, among others, funnels, quality filters, Erlenmayer flasks). The obtained post-culture fluid is subjected to min. 3x extraction with organic solvent (a solvent is required for this step, e.g., ethyl acetate, diethyl ether, acetone, and a separating funnel). In the next stage, the solvent is dried (e.g. with per anhydrous sodium sulphate), filtered (Whatman filters, funnels) and evaporated (a vacuum evaporator is required for this stage). The obtained crude extract is purified using preparative thin-layer chromatography PTLC (for this step, among others, chromatographic plates, a chromatographic chamber, solvents, e.g. dichloromethane, methanol, UV lamp for chromatogram visualization) or column chromatography (column, chromatographic beds, e.g. silicon, organic solvents e.g. diethyl ether, hexane, acetone, methylene chloride) and subjected to qualitative and quantitative analysis. The quantitative and qualitative determination of volatile fungal metabolites is usually performed by gas chromatography (GC) or high performance liquid chromatography (HPLC). By using the above-mentioned extraction technique from a liquid culture of, for example, Trichoderma spp fungi, 100 µg of 6PAP lactone / ml can be obtained. (Pezet et al., 1999, Simple analysis of 6-pentyl-a-pyrone, a major antifungal metabolite of Trichoderma spp., Useful for testing the antagonistic activity of these fungi. Phytochem. Anal., 10; 285-288; Vinale F. et al., 2008. A novel role for Trichoderma secondary metabolites in the interactions with plants. Physiological and Molecular Plant Pathology 72: 80-86, Alchihab M. et al., 2009, Production of γ-Decalactone by a Psychrophilic and a Mesophilic Strain of the Yeast Rhodotorula aurantiaca. AppI Biochem Biotechnol., 158: 41-50).
Celem wynalazku było opracowanie metody izolacji laktonów z hodowli mikroorganizmów, która byłaby prosta, a zarazem ekonomiczna i ekologiczna - przyjazna dla środowiska i dla bezpieczeństwa pracy oraz zdrowia ludzkiego.The aim of the invention was to develop a method of isolating lactones from the cultivation of microorganisms, which would be simple, and at the same time economical and ecological - friendly to the environment, work safety and human health.
Istotą wynalazku jest, że otrzymaną, według znanej metody, hodowlę poddaje się bezpośrednio destylacji z parą wodną, na aparacie Derynga, przez okres co najmniej 45 minut. Następnie zbiera się wydestylowany produkt i poddaje analizie GC-MS. W celu odzyskania minimalnych ilości produktu, jako fazę organiczną, do aparatu Derynga wprowadza się, co najmniej 0,5 ml dowolnego rozpuszczalnika organicznego, o gęstości mniejszej niż 1 g/ml, lotnego i nierozpuszczalnego w wodzie.The essence of the invention is that the culture obtained according to the known method is subjected to direct steam distillation in a Deringer apparatus for a period of at least 45 minutes. The distilled product is then collected and subjected to GC-MS analysis. In order to recover a minimum amount of product, as the organic phase, at least 0.5 ml of any organic solvent with a density of less than 1 g / ml, volatile and insoluble in water, is introduced into the Deryng apparatus.
Korzystnie jest, gdy laktonami są δ-laktony, zwłaszcza 6-pentylo-a-piron.Preferably the lactones are δ-lactones, especially 6-pentyl-α-pyrone.
Korzystnie także jest, gdy rozpuszczalnikiem organicznym jest cykloheksan i/lub n-alkany od C-5 do C-7 i/lub eter dietylowy i/lub eter diizopropylowy.It is also preferred that the organic solvent is cyclohexane and / or C-5 to C-7 n-alkanes and / or diethyl ether and / or diisopropyl ether.
Korzystnie także jest, gdy mikroorganizmami są grzyby strzępkowe, zwłaszcza z rodzaju Trichoderma albo Aspergillus lub drożdże, zwłaszcza z rodzaju Rhodotorula.It is also preferred that the microorganisms are filamentous fungi, especially of the genus Trichoderma or Aspergillus, or yeasts, especially of the genus Rhodotorula.
Czystość produktu wg GC > 98%, natomiast wydajność odzysku wynosi > 98%.Product purity according to GC> 98%, while the recovery efficiency is> 98%.
Zaletą sposobu izolacji laktonów jest to, że pozwala on na pominięcie, między innymi, wielokrotnej ekstrakcji oraz oczyszczania surowego ekstraktu przy użyciu preparatywnej chromatografii cienkowarstwowej (płytki PTLC) czy kolumnowej.The advantage of the lactone isolation method is that it allows you to omit, inter alia, multiple extraction and purification of the crude extract using preparative thin-layer chromatography (PTLC plates) or column chromatography.
Tym samym eliminuje konieczność użycia rozpuszczalników organicznych, środka suszącego, specjalistycznego sprzętu i materiałów, takich jak rozdzielacz, bioreaktor, wyparka próżniowa, kolumny i złoża chromatograficzne, lejki, sączki filtracyjne. Jest to sposób prosty, a zarazem ekonomiczny i ekologiczny - przyjazny dla środowiska i dla bezpieczeństwa pracy oraz zdrowia. Nadaje się do zastosowania bez rozbudowanego zaplecza chemicznego czy biochemicznego, np. w mikrobiologii czy fitopatologii.Thus, it eliminates the need to use organic solvents, a drying agent, specialized equipment and materials, such as a separator, bioreactor, vacuum evaporator, columns and chromatographic beds, funnels, filter filters. It is a simple method, as well as economical and ecological - friendly to the environment and for work safety and health. It is suitable for use without extensive chemical or biochemical facilities, e.g. in microbiology or phytopathology.
Bardziej uniwersalnym zastosowaniem metody może być wykorzystanie jej jako szybkiej i prostej oceny przydatności szeregu szczepów do produkcji związków lotnych z parą wodną, zwłaszcza z hodowli mikroorganizmów zawierających wieloskładnikowe mieszaniny metabolitów. Ze względu na oczyszczenie surowego ekstraktu z nielotnych metabolitów ułatwiona jest bardzo identyfikacja związku (możliwość przeprowadzenia bezpośredniej analizy GC/MS, bez obawy uszkodzenie nielotnymiA more universal application of the method may be its use as a quick and simple assessment of the suitability of a series of strains for the production of volatile compounds with steam, especially from the cultivation of microorganisms containing multi-component mixtures of metabolites. Due to the purification of the crude extract from non-volatile metabolites, the identification of the compound is greatly facilitated (direct GC / MS analysis possible, without fear of damage to non-volatile metabolites).
PL 219 970 B1 metabolitami kolumny GC/MS) czy potwierdzenie struktury metodą magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR).GC / MS column metabolites) or structure confirmation by nuclear magnetic resonance (NMR).
P r z y k ł a d 1: 100 ml sterylnej pożywki Czapka inokuluje się zawiesiną zarodników konidialnych Trichoderma viride nr 1. Kolbki inkubuje się w temp. 27°C w warunkach intensywnego napowietrzania (150 rpm, amplituda 5) przez 14 dni. Uzyskaną hodowlę przenosi się do kolby okrągłodennej o objętości 500 ml i ogrzewając w koszu grzejnym, destyluje się z parą wodną na aparacie Derynga. Jako fazę organiczną dodaje się 1 ml cykloheksanu. Destylację prowadzi się przez 1 godzinę. Po jej zakończeniu zbiera się fazę organiczną, w której znajduje się końcowy produkt - 6PAP. Otrzymaną próbkę poddaje się analizie metodą chromatografii gazowej zestawionej z detektorem mas (GC-MS, Saturn 2000 Varian Chrompack), używając kolumny TRACE TR-5 (5% fenylometylopolisiloksanu) o wymiarach 30 m x 0,53 mm x 0,25 pm. Jony cząsteczkowe i fragmentacyjne otrzymuje się metodą jonizacji elektronami (El, 70 eV). Użytym gazem nośnym był hel; przepływ 1 ml/min, stosunek strumienia dzielonego 1:20. Program gradientu był następujący: 80°C przez 0 min, narost 5°C/min 80-200°C, narost 25°C/min 200-280°C i 5 min w temp. 280°C. Objętość nastrzykiwanej próbki wynosiła 1 pl. Stosując powyższą procedurę otrzymuje się 110 pg 6PAP na 1 ml hodowli. Czystość produktu wg GC> 98%.Example 1: 100 ml of sterile medium The cap is inoculated with a suspension of Trichoderma viride # 1 conidia. The flasks are incubated at 27 ° C under intense aeration conditions (150 rpm, amplitude 5) for 14 days. The obtained culture is transferred to a 500 ml round-bottom flask, and while heating in a heating basket, it is steam distilled on a Deryng apparatus. 1 ml of cyclohexane is added as the organic phase. The distillation is carried out for 1 hour. After its completion, the organic phase is collected, containing the final product - 6PAP. The obtained sample is analyzed by gas chromatography with a mass detector (GC-MS, Saturn 2000 Varian Chrompack) using a TRACE TR-5 column (5% phenylmethyl polysiloxane) with dimensions of 30 m x 0.53 mm x 0.25 µm. Molecular and fragmentation ions are obtained by electron ionization (EI, 70 eV). The carrier gas used was helium; flow 1 ml / min, split ratio 1:20. The gradient program was as follows: 80 ° C for 0 min, 5 ° C / min accret 80-200 ° C, 25 ° C / min 200-280 ° C accretion and 5 min at 280 ° C. The volume of the injected sample was 1 µl. Using the above procedure, 110 µg of 6PAP per 1 ml of culture was obtained. Product purity according to GC> 98%.
P r z y k ł a d 2: 100 ml stałego podłoża PDA rozlewa się na 5 płytek Petriego. Zestalone podłoże inokuluje się szczepem Trichoderma harzianum nr 1 i inkubuje się w temp. 27°C w warunkach stacjonarnych przez 7 dni. Wszystkie płytki z hodowlą badanego szczepu wprowadza się następnie do kolby okrągłodennej o objętości 500 ml, dodaje 20 ml wody destylowanej i dalej postępuje się jak w przykładzie 1. Stosując powyższą procedurę otrzymuje się 115 pg 6PAP/1 ml. Czystość produktu wg GC> 98%.Example 2: 100 ml of solid PDA medium is poured into 5 Petri dishes. The solidified medium is inoculated with Trichoderma harzianum No. 1 strain and incubated at 27 ° C under stationary conditions for 7 days. All culture plates of the test strain are then placed in a 500 ml round bottom flask, 20 ml of distilled water are added and the procedure is continued as in Example 1. Using the above procedure, 115 µg 6PAP / 1 ml are obtained. Product purity according to GC> 98%.
P r z y k ł a d 3: 100 g sterylnych wysłodków buraczanych inokuluje się zawiesiną zarodników konidialnych, po czym dokładnie miesza. Hodowlę inkubuje się w temp. 27°C w warunkach stacjonarnych przez 14 dni. Po tym czasie całość hodowli wprowadza się do kolby okrągłodennej o objętości 500 ml, dodaje 100 ml wody destylowanej i dalej postępuje się jak w przykładzie 1. Stosując powyższą procedurę otrzymuje się 46 pg 6PAP/1 g hodowli. Czystość produktu GC> 88%.Example 3: 100 g of sterile beet pulp are inoculated with a conidial spore suspension and then thoroughly mixed. The culture is incubated at 27 ° C under stationary conditions for 14 days. After this time, the entire culture was introduced into a 500 ml round-bottomed flask, 100 ml of distilled water were added and the procedure was continued as in Example 1. Using the above procedure, 46 µg of 6PAP / 1 g of culture was obtained. Product purity GC> 88%.
P r z y k ł a d 4: 100 ml sterylnej pożywki Czapka inokuluje się zawiesiną zarodników konidialnych Aspergillus niger nr 1 i dalej postępuje się jak w przykładzie 1. Hodowlę prowadzono przez 10 dni. Stosując powyższą procedurę otrzymuje się 53 pg 6PAP/1 ml hodowli. Czystość produktu GC> 98%.Example 4: 100 ml of sterile medium The cap is inoculated with a suspension of Aspergillus niger # 1 conidia and the procedure is continued as in Example 1. The cultivation was carried out for 10 days. Using the above procedure, 53 µg of 6PAP / 1 ml of culture was obtained. Product purity GC> 98%.
P r z y k ł a d 5: 100 ml sterylnego ekstraktu drożdżowego inokuluje się zawiesiną drożdży Rhodotorula glutinis. Hodowlę prowadzi się w temp. 27°C w warunkach intensywnego napowietrzania (150 rpm, amplituda 5) przez 7 dni. Uzyskaną hodowlę przenosi się do kolby okrągłodennej o objętości 500 ml i dalej postępuje się jak w przykładzie 1. Stosując powyższą procedurę otrzymuje się 90 pg 6PAP /1 ml hodowli. Czystość produktu GC> 98%.Example 5: 100 ml of sterile yeast extract are inoculated with a suspension of Rhodotorula glutinis yeast. The cultivation is carried out at 27 ° C under intensive aeration conditions (150 rpm, amplitude 5) for 7 days. The resulting culture was transferred to a 500 ml round-bottomed flask and the procedure was continued as in Example 1. Using the above procedure, 90 µg of 6PAP / 1 ml of culture was obtained. Product purity GC> 98%.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL400136A PL219970B1 (en) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Method for the isolation of lactones from the micro-organism cultures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL400136A PL219970B1 (en) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Method for the isolation of lactones from the micro-organism cultures |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL400136A1 PL400136A1 (en) | 2013-01-21 |
| PL219970B1 true PL219970B1 (en) | 2015-08-31 |
Family
ID=47624892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL400136A PL219970B1 (en) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Method for the isolation of lactones from the micro-organism cultures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL219970B1 (en) |
-
2012
- 2012-07-25 PL PL400136A patent/PL219970B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL400136A1 (en) | 2013-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Seidel | Initial and bulk extraction of natural products isolation | |
| Wang et al. | Variations in the components of Osmanthus fragrans Lour. essential oil at different stages of flowering | |
| Venkateswarulu et al. | Isolation and characterization of plumbagin (5-hydroxyl-2-methylnaptalene-1, 4-dione) producing endophytic fungi Cladosporium delicatulum from endemic medicinal plants | |
| Khan et al. | Role of endophyte Chaetomium globosum LK4 in growth of Capsicum annuum by producion of gibberellins and indole acetic acid | |
| Salwan et al. | Bioactive volatile metabolites of Trichoderma: An overview | |
| US8501458B2 (en) | System and method of producing volatile organic compounds from fungi | |
| Xian et al. | Identification of pellicle formation related microorganisms in traditional Sichuan paocai through metagenomic sequence and the effects of Baijiu/Salt on pellicle and volatile components | |
| Han et al. | Screening of γ-aminobutyric acid (GABA)-producing wild yeasts and their microbiological characteristics | |
| Ramos-Garza et al. | Mycobiota of mexican maize landraces with auxin-producing yeasts that improve plant growth and root development | |
| Barros et al. | Enhancement of phenolic antioxidants production in submerged cultures of endophytic microorganisms isolated from achachairu (Garcinia humilis), araçá-boi (Eugenia stipitata) and bacaba (Oenocarpus bacaba) fruits | |
| Jaimand et al. | A major loss of phenyl ethyl alcohol by the distillation procedure of Rosa damascene Mill | |
| Mdaini et al. | Production of natural fruity aroma by Geotrichum candidum | |
| Tsivileva et al. | Antioxidant properties of the Artist's Conk medicinal mushroom, Ganoderma applanatum (Agaricomycetes), upon cultivation with para-substituted phenolic compounds and tea leaf extracts | |
| Atamanchuk et al. | Dynamics of the phenolic constituents and antioxidant activity in submerged cultures of Xylaria species | |
| Bukhari et al. | The supercritical fluid extraction of alkaloids from papaya (Carica papaya L. var. Eksotika) leaves | |
| Kim et al. | Accumulation of 2, 5-dimethoxy-1, 4-benzoquinone in suspension cultures of Panax ginseng by a fungal elicitor preparation and a yeast elicitor preparation | |
| Tintchev et al. | Effect of pulsed electric fields on yield and chemical composition of rose oil (Rosa damascena Mill.) | |
| Rocha et al. | Biocompatibility of Brazilian native yeast-derived sophorolipids and Trichoderma harzianum as plant-growth promoting bioformulations | |
| CN108732265B (en) | Method for rapidly and quantitatively detecting four monoterpene substances from yeast fermentation liquor | |
| CN114686397B (en) | Method for preventing and controlling phytophthora camphorata | |
| CN105779363B (en) | A kind of Serratia liquefaciens and the method for transforming and synthesizing jasmonal | |
| CN108795773B (en) | Musk mould strain and perfume prepared from same | |
| Kachalkin et al. | Endophytic strains of the yeast Metschnikowia pulcherrima positive for phytohormones production | |
| RU2433166C2 (en) | Method for production of essential anise hyssop oil and its composition | |
| Moore et al. | Key Odorants from Daldinia childiae |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LICE | Declarations of willingness to grant licence |
Effective date: 20150115 |