RU2820201C1 - Способ культивирования Cyanobacterium sp. для получения полисахаридов - Google Patents
Способ культивирования Cyanobacterium sp. для получения полисахаридов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820201C1 RU2820201C1 RU2023118566A RU2023118566A RU2820201C1 RU 2820201 C1 RU2820201 C1 RU 2820201C1 RU 2023118566 A RU2023118566 A RU 2023118566A RU 2023118566 A RU2023118566 A RU 2023118566A RU 2820201 C1 RU2820201 C1 RU 2820201C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- agar
- polysaccharides
- cyanobacterium
- carried out
- cultivation
- Prior art date
Links
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 title claims abstract description 44
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 title claims abstract description 43
- 241001464430 Cyanobacterium Species 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 16
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 claims description 10
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 241000206672 Gelidium Species 0.000 claims description 10
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 2
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 2
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract 2
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 abstract 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 abstract 2
- 229910014813 CaC2 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 abstract 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 abstract 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 description 10
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 6
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 6
- 241001219079 Streblonema sp. Species 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- 229920001543 Laminarin Polymers 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- DBTMGCOVALSLOR-VPNXCSTESA-N laminarin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)OC1O[C@@H]1[C@@H](O)C(O[C@H]2[C@@H]([C@@H](CO)OC(O)[C@@H]2O)O)O[C@H](CO)[C@H]1O DBTMGCOVALSLOR-VPNXCSTESA-N 0.000 description 3
- 210000002706 plastid Anatomy 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N D-mannomethylose Natural products CC1OC(O)C(O)C(O)C1O SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003763 chloroplast Anatomy 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 2
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 241001474374 Blennius Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N D-ribofuranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H]1O HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N 0.000 description 1
- PNNNRSAQSRJVSB-SLPGGIOYSA-N Fucose Natural products C[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)C=O PNNNRSAQSRJVSB-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 241000195480 Fucus Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 108700023372 Glycosyltransferases Proteins 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-DHVFOXMCSA-N L-fucopyranose Chemical compound C[C@@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-DHVFOXMCSA-N 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N L-rhamnopyranose Chemical compound C[C@@H]1OC(O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N 0.000 description 1
- PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N L-rhamnose Natural products CC(O)C(O)C(O)C(O)C=O PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N Ribose Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 1
- 241000908909 Streblonema Species 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N alpha-D-Furanose-Ribose Natural products OCC1OC(O)C(O)C1O HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002402 anti-lipaemic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 1
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 1
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 210000001723 extracellular space Anatomy 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 102000045442 glycosyltransferase activity proteins Human genes 0.000 description 1
- 108700014210 glycosyltransferase activity proteins Proteins 0.000 description 1
- 229960001438 immunostimulant agent Drugs 0.000 description 1
- 239000003022 immunostimulating agent Substances 0.000 description 1
- 230000003308 immunostimulating effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- -1 laminaran polysaccharide Chemical class 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 210000003463 organelle Anatomy 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000004223 radioprotective effect Effects 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])[O-] QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ получения смеси природных полисахаридов, заключающийся в том, что получение ведут в два этапа, на первом этапе накапливают биомассу Cyanobacterium sp. путем ее культивирования на питательной среде ВВМ следующего состава (г/л): MgSO4×7H2O - 0,075; KH2PO4 - 0,175; KCl - 0,025; K2HPO4(×3H2O) - 0,075; Fe+EDTA - 1,00 мл; СаС2(×2H2O) - 0,025; NaNO3 - 0,75; агар-агар - 17; дистиллированная вода – остальное; в стерильных условиях в режиме свет/темнота 12/12 ч, белый свет с интенсивностью 5000 lx в термостатируемом шейкере со скоростью ротора 100 об/мин в течение 21 сут; на втором этапе меняют питательную среду на безнитратную и бессульфатную следующего состава (г/л): KH2PO4 - 0,175; KCl - 0,025; K2HPO4(×3H2O) - 0,075; Fe+EDTA - 1,00 мл; CaCl2(×2H2O) - 0,025; агар-агар - 17; дистиллированная вода - остальное; и культивирование ведут при рН=6,0 со скоростью вращения ротора 100 об/мин в течение 21 сут. Изобретение обеспечивает расширение арсенала способов получения комплекса биологически активных соединений - смеси природных полисахаридов. 2 з.п. ф-лы, 3 пр.
Description
Изобретение относится к биотехнологии водорослей и может быть использовано для получения смеси природных полисахаридов.
Мезофильная цианобактерия Cyanobacterium sp., также называемые Cyanophyta, представляют собой тип грамотрицательных бактерий, которые получают энергию посредством фотосинтеза [Kultschar and Llewellyn, 2018]. Цианобактерии используют фотосинтетические пигменты, такие как каротиноиды, фикобилины и различные формы хлорофилла, которые поглощают энергию света. В отличие от гетеротрофных прокариот, цианобактерии имеют внутреннюю мембрану. Фототрофные прокариоты, цианобактерии дифференцированы в специализированные органеллы, такие как хлоропласта, хромопласты, этиопласты и лейкопласты, известные под общим названием пластиды.
Цианобактерии продуцируют внеклеточные полисахариды, содержащие сульфатные группы. У цианобактерий синтез полисахаридов осуществляется в цитоплазме [Kehr and Dittmann, 2015, Costa et al., 2021]. Основные стадии синтеза полисахаридов в микроводорослях: образование активированных Сахаров (прекурсоров); их сборка с помощью гликозилтрансфераз и экспорт полимеров во внеклеточное пространство или встраивание в мембрану клетки [Dantas et al., 2019, Tiwari et al., 2020].
Природные полисахариды являются эффективными иммуностимуляторами растений, животных и человека, проявляют антилипемический эффект, оказывают радиопротекторное, противоопухолевое, противовирусное и антибактериальное действие, используются как криопротекторы. Чаще всего полисахариды микроводорослей и цианобактерий представлены гетерополисахаридами, которые состоят из шести или более различных моносахаров [Pereira et al., 2009]. В составе полисахаридов цианобактерий обнаружены такие сахара, как глюкоза, галактоза, манноза, рибоза, арабиноза, ксилоза, фукоза и рамноза. Известно, что цианобактерии являются одним из наиболее богатых и легко возобновляемых источников широко известных, интересных по структуре и биологической активности водорастворимых полисахаридов.
В связи с этим перспективным сырьем для получения полисахаридов являются цианобактерии, встречающиеся в естественных водоемах и открытом море. Это затрудняет получение сырья с заданными свойствами, т.е. известным высоким содержанием полисахаридов. Известны патенты, в которых выход полисахаридов из микроводорослей при известных способах выделения, как правило, не превышает 5-11% [патент РФ №2645965, МПК С08В 37/18, опубл. 28.02.2018], а из макроводорослей, в том числе из фукуса - 3,9% от сухой массы водоросли [патент РФ №2240816, МПК, A61K 35/80 A61K 31/715, опубл. 27.11.2004; патент РФ №2135518, МПК С08В 37/00, С08В 37/18, С07Н 1/08, опубл. 27.08.1999; патент РФ №2028153, МПК A61K 35/80, опубл. 1995; патент РФ 1642725, МПК С08В 37/18, опубл. 15.11.1983].
Кроме того, использование культивируемых микроводорослей для производства полисахаридов ограничивается тем, что в основном предприятия, занимающиеся культивированием микрововодрослей, ориентированы на производство пищевого продукта и отчуждение части урожая для производства полисахарида им экономически невыгодно.
Наиболее близким к представляемому способу является способ получения полисахарида ламинарана из микроводоросли Streblonema sp. [патент РФ. №2645965 С1, МПК, С08В 37/18, опубл. 28.02.2018].
В данном изобретении проблема решается за счет того, что обогащение микроводоросли Streblonema sp.полисахаридом ламинараном ведут в два этапа, на первом этапе накапливают биомассу микроводоросли Streblonema sp. путем ее культивирования на питательной среде не менее 10 суток, температуре 8-18°С и освещенности - от 35 до 100 мкЕ/м2 с еженедельной заменой питательной среды, на втором этапе непосредственно накапливают ламинаран в микроводоросли Streblonema sp., для чего в накопленной биомассе микроводоросли Streblonema sp.меняют состав питательной среды на безнитратную, и затем на ней в течение не менее 7 суток культивируют микроводоросль Streblonema sp., при температуре 8-18°С и освещенности - от 35 до 100 мкЕ/м2. Содержание ламинарана в микроводоросли при реализации данного способа составляет, % от сух. масс. 21.9±3.0.
Техническая проблема, стоящая перед представляемым изобретением: найти новый источник получения полисахаридов и разработать технологический процесс, позволяющий выделить высокое содержание полисахаридов.
Техническая проблема решается тем, что в качестве сырья для получения комплекса биологически активных соединений (смеси природных полисахаридов) предложено использовать Cyanobacterium sp., представляющую собой тип грамотрицательных бактерий, способную получать энергию посредством фотосинтеза.
Заявителем впервые обнаружено, что в качестве альтернативного источника для получения растворимых полисахаридов может быть использована цианобактерия Cyanobacterium sp.
Установлено, что она обладает высокой скоростью роста, а благодаря своим микроскопическим размерам она может культивироваться в контролируемых условиях, что позволяет получать биомассу с воспроизводимым химическим составом, что в конечном результате позволит снизить себестоимость конечного продукта.
Заявленная техническая проблема решается также тем, что обогащение Cyanobacterium sp. полисахаридами ведут в два этапа, на первом этапе накапливают биомассу Cyanobacterium sp. путем ее культивирования на питательной среде ВВМ в стерильных условиях, в режиме свет/темнота 12/12 ч, белый свет с интенсивностью 5000 lx. Культивирование проводят в термостатируемом шейкере (или аналогичном оборудовании) со скоростью ротора 100 об/мин. Продолжительность культивирования составляет 21 сутки.
В качестве питательной среды используют питательную среду ВВМ, следующего состава (г/л): MgSO4×7H2O - 0,075; KH2PO4 - 0,175; KCl - 0,025; K2HPO4(×3H2O) - 0,075; Fe+EDTA - 1,00 мл; CaCl2(×2H2O) - 0,025; NaNO3 - 0,75; агар-агар - 17; дистиллированная вода остальное.
Накопление полисахаридов в биомассе Cyanobacterium sp. (второй этап) обеспечивается культивированием на питательной среде без добавления NaNO3 и Mg2SO4.
В качестве безнитратной и бессульфатной питательной среды используют питательную среду, следующего состава (г/л): KH2PO4 - 0,175; KCl - 0,025; K2HPO4(×3H2O) - 0,075; Fe+EDTA - 1,00 мл; CaCl2(×2H2O) - 0,025; агар-агар - 17; дистиллированная вода остальное.
Использование безнитратной и бессульфатной среды приводит к повышению содержания полисахаридов.
Культивирование на безнитратной и бессульфатной питательной среде при рН=6,0 при скорости вращения ротора 100 об/мин ведут 21 сутки. Заявителем установлено, что именно, начиная с 14 суток культивирования, наблюдается значительное повышение содержания полисахаридов в Cyanobacterium sp.
Смесь полисахаридов, состоящая из уроновых кислот и нейтральных Сахаров, может выделяться методом экстракции. Экстракцию полисахаридов из культуральной жидкости Cyanobacterium sp.ведут изопропиловым спиртом при модуле экстракции 1:3 и температуре 5°С. При данных параметрах экстракции наблюдается наибольший выход полисахаридов 4030,77 мг/г.
Пример 1
На первом этапе накапливают биомассу Cyanobacterium sp.путем ее культивирования на питательной среде ВВМ в стерильных условиях, в режиме свет/темнота 12/12 ч, белый свет с интенсивностью 5000 lx. Культивирование проводят в термостатируемом шейкере со скоростью ротора 100 об/мин. Продолжительность культивирования составляет 21 сутки.
В качестве питательной среды используют питательную среду ВВМ, следующего состава (г/л): MgSO4×7H2O - 0,075; KH2PO4 - 0,175; KCl - 0,025; K2HPO4(×3H2O) - 0,075; Fe+EDTA - 1,00 мл; CaCL2(×2H2O) - 0,025; NaNO3 - 0,75; агаро-агар - 17; дистиллированная вода остальное.
Накопление полисахаридов в биомассе Cyanobacterium sp. (второй этап) обеспечивается культивированием на питательной среде без добавления NaNO3 и Mg2SO4.
В качестве безнитратной и бессульфатной питательной среды используют питательную среду, следующего состава (г/л): KH2PO4 - 0,175; KCl - 0,025; K2HPO4(×3H2O) - 0,075; Fe+EDTA - 1,00 мл; CaCl2(×2H2O) - 0,025; агар-агар - 17; дистиллированная вода остальное.
Культивирование на безнитратной и бессульфатной питательной среде при рН=6,0 при скорости вращения ротора 100 об/мин ведут 21 сутки.
Смесь полисахаридов, состоящая из уроновых кислот и нейтральных Сахаров, выделяют методом экстракции. Экстракцию полисахаридов из культуральной жидкости Cyanobacterium sp. ведут изопропиловым спиртом при модуле экстракции 1:3 и температуре 5°С. При данных параметрах экстракции наблюдается наибольший выход полисахаридов 4030,77 мг/г. в 10 раз больше чем в других примерах.
Пример 2
На первом этапе накапливают биомассу Cyanobacterium sp. путем ее культивирования на питательной среде ВВМ в стерильных условиях, в режиме свет/темнота 12/12 ч, белый свет с интенсивностью 5000 lx. Культивирование проводят в термостатируемом шейкере со скоростью ротора 100 об/мин. Продолжительность культивирования составляла 7 суток.
В качестве питательной среды используют питательную среду ВВМ, следующего состава (г/л): MgSO4×7H2O - 0,075; KH2PO4 - 0,175; KCl - 0,025; K2HPO4(×3H2O) - 0,075; Fe+EDTA - 1,00 мл; CaCl2(×2H2O) - 0,025; NaNO3 - 0,75; агар-агар - 17; дистиллированная вода остальное.
Накопление полисахаридов в биомассе Cyanobacterium sp.(второй этап) обеспечивается культивированием на питательной среде без добавления NaNO3 и Mg2SO4 следующего состава (г/л): KH2PO4 - 0,175; KCl - 0,025; K2HPO4(×3H2O) - 0,075; Fe+EDTA - 1,00 мл; CaCl2(×2H2O) - 0,025; агар-агар - 17; дистиллированная вода остальное.
Культивирование на безнитратной и бессульфатной питательной среде при рН=6,0 при скорости вращения ротора 100 об/мин ведут 7 суток,
Смесь полисахаридов, состоящая из уроновых кислот и нейтральных сахаров выделяют методом экстракции изопропиловым спиртом при модуле экстракции 1:1 и температуре 25°С. При данных параметрах экстракции наблюдается наибольший выход полисахаридов 423,08 мг/г.
Пример 3
На первом этапе накапливают биомассу Cyanobacterium sp. путем ее культивирования на питательной среде ВВМ в стерильных условиях, в режиме свет/темнота 12/12 ч, белый свет с интенсивностью 5000 lx. Культивирование проводят в термостатируемом шейкере со скоростью ротора 100 об/мин. Продолжительность культивирования составляла 28 суток.
В качестве питательной среды используют питательную среду ВВМ, следующего состава (г/л): MgSO4×7H2O - 0,075; KH2PO4 - 0,175; KCl - 0,025; K2HPO4(×3H2O) - 0,075; Fe+EDTA - 1,00 мл; CaCl2(×2H2O) - 0,025; NaNO3 - 0,75; агар-агар - 17; дистиллированная вода остальное.
Накопление полисахаридов в биомассе Cyanobacterium sp.(второй этап) обеспечивается культивированием на питательной среде без добавления NaNO3 и Mg2SO4 следующего состава (г/л): KH2PO4 - 0,175; KCl - 0,025; K2HPO4(×3Н2O) - 0,075; Fe+EDTA - 1,00 мл; CaCl2(×2H2O) - 0,025; агар-агар - 17; дистиллированная вода остальное.
Культивирование на безнитратной и бессульфатной питательной среде при рН=8,0 при скорости вращения ротора 100 об/мин ведут 28 суток.
Смесь полисахаридов, состоящую из уроновых кислот и нейтральных Сахаров выделяют методом экстракции изопропиловым спиртом при модуле экстракции 1:1 и температуре 25°С. При данных параметрах экстракции наблюдается наибольший выход полисахаридов 539,12 мг/г.
Как видно из представленных примеров, Cyanobacterium sp. может стать альтернативным источником получения комплекса биологически активных соединений - природных полисахаридов. Разработанный заявителем способ не только позволяет наработать необходимое количество биомассы Cyanobacterium sp., но и значительно повысить в ней содержание целевого продукта полисахаридов.
Claims (3)
1. Способ получения смеси природных полисахаридов, заключающийся в том, что получение ведут в два этапа, на первом этапе накапливают биомассу Cyanobacterium sp. путем ее культивирования на питательной среде ВВМ следующего состава (г/л): MgSO4×7H2O - 0,075; KH2PO4 - 0,175; KCl - 0,025; K2HPO4(×3H2O) - 0,075; Fe+EDTA - 1,00 мл; СаС2(×2H2O) - 0,025; NaNO3 - 0,75; агар-агар - 17; дистиллированная вода – остальное; в стерильных условиях в режиме свет/темнота 12/12 ч, белый свет с интенсивностью 5000 lx в термостатируемом шейкере со скоростью ротора 100 об/мин в течение 21 сут; на втором этапе меняют питательную среду на безнитратную и бессульфатную следующего состава (г/л): KH2PO4 - 0,175; KCl - 0,025; K2HPO4(×3H2O) - 0,075; Fe+EDTA - 1,00 мл; CaCl2(×2H2O) - 0,025; агар-агар - 17; дистиллированная вода - остальное; и культивирование ведут при рН=6,0 со скоростью вращения ротора 100 об/мин в течение 21 сут.
2. Способ по п. 2, отличающийся тем, что культивирование Cyanobacterium sp. для накопления биомассы и ее обогащения смесью природных полисахаридов ведут при температуре 26°С.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что смесь полисахаридов из культуральной жидкости Cyanobacterium sp. выделяют экстракцией, проводят изопропиловым спиртом при модуле экстракции 1:3 и температуре 5°С.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2820201C1 true RU2820201C1 (ru) | 2024-05-30 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA19138U (en) * | 2006-03-09 | 2006-12-15 | Nat Univ Food Technologies | Process for preparation of polysaccharide |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA19138U (en) * | 2006-03-09 | 2006-12-15 | Nat Univ Food Technologies | Process for preparation of polysaccharide |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ДАНЦЮК Н.В. и др. "Рабочая коллекция живых культур каротиногенных микроводорослей института Биологии южных морей имени А.О. Ковалевского"; Морской биологический журнал, 2021, т.6, N 4, с.3-18. * |
| СИНЕТОВА М.А. и др. "Характеристика биотехнологического потенциала штаммов цианобактерий и микроводорослей IPPAS"; Биотехнология, 2019, т.35, N 3, с.22. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2825856C (en) | Process for production of microalgae, cyanobacteria and metabolites thereof | |
| Vergnes et al. | Bicarbonate concentration induces production of exopolysaccharides by Arthrospira platensis that mediate bioflocculation and enhance flotation harvesting efficiency | |
| US9447442B2 (en) | Production of biofuel from tissue culture sources | |
| RU2464307C1 (ru) | Штамм бактерии cluconacetobacter hansenii gh-1/2008 - продуцент бактериальной целлюлозы | |
| Aoyagi | Application of plant protoplasts for the production of useful metabolites | |
| Ghosh et al. | Effect of macronutrient supplements on growth and biochemical compositions in photoautotrophic cultivation of isolated Asterarcys sp.(BTA9034) | |
| Li et al. | Production, isolation and bioactive estimation of extracellular polysaccharides of green microalga Neochloris oleoabundans | |
| Han et al. | Effect of Pseudoalteromonas sp. MEBiC 03485 on biomass production and sulfated polysaccharide biosynthesis in Porphyridium cruentum UTEX 161 | |
| Bajwa et al. | Osmotic stress induced by salinity for lipid overproduction in batch culture of Chlorella pyrenoidosa and effect on others physiological as well as physicochemical attributes | |
| Ekelhof et al. | Enhanced extracellular polysaccharide production and growth by microalga Netrium digitus in a porous substrate bioreactor | |
| Bayu et al. | Biological and technical aspects on valorization of red microalgae genera Porphyridium | |
| KR20120110295A (ko) | 조류 배양용 배지 조성물 및 조류 배양 방법 | |
| RU2820201C1 (ru) | Способ культивирования Cyanobacterium sp. для получения полисахаридов | |
| US20090148928A1 (en) | Heterotrophic Shift | |
| Sudibyo et al. | Modification of growth medium of mixed-culture species of microalgae isolated from southern java coastal region | |
| de Morais et al. | Algal Bioreactors for Polysaccharides Production | |
| Bhattacharjya et al. | Depiction of growth specific changes in concentration of storage products in centric marine diatom Chaetoceros gracilis | |
| KR20200027520A (ko) | 2종 이상의 탄소 공급원을 사용하는 람노리피드의 향상된 생산 | |
| CN106488985B (zh) | 固醇代谢的抑制剂使微藻内甘油三酯累积的应用及其方法 | |
| Mokrosnop | Dynamics of chlorophyll and paramylon accumulation in Euglena gracilis cells at mixotrophic cultivation | |
| Ozkan | Screening diatom strains belonging to Cyclotella genus for chitin nanofiber production under photobioreactor conditions: Chitin productivity and characterization of physicochemical properties | |
| RU2645965C1 (ru) | Микроводоросль Streblonema sp. в качестве сырья для получения ламинарана и способ повышения его содержания в микроводоросли Streblonema sp. | |
| Navvabi et al. | Exopolysaccharides from Marine Microalgae | |
| Vasileva et al. | Biotechnological perspectives of the red microalga Porphyridium cruentum | |
| Deprá et al. | Bioactive polysaccharides from microalgae: A close look at the biomedical applications |