Перспективы использования смеси мелассы и отработаного масла для биосинтеза микробного полисахарида этаполана

Ежегодно во всем мире увеличивается количество пережаренного растительного масла. Огромные объемы накопления данного отхода, а также токсичность [0] обусловили необходимость поисков эффективных способов его утилизации, одним из которых на сегодняшний день является переработка в биодизель [0].

Еще одним перспективным способом утилизации отработанного масла может быть использование его в качестве субстратов в биотехнологии для получения практически ценных микробных метаболитов [0]. Следует отметить, что в доступной нам литературе отсутствует информация о биосинтезе экзополисахаридов на пережаренном масле [0].

В предыдущих работах нами установлена возможность получения этаполана (продуцент Acinetobacter sp. ИМВ В-7005) на рафинированном и пережаренном подсолнечном масле, а также смеси мелассы и рафинированного масла [0, 0].

Цель исследования. Изучить возможность замены рафинированного подсолнечного масла на отработанное в смеси с мелассой для биосинтеза этаполана.

Материалы и методы. Штамм ИМВ B-7005 выращивали в жидкой минеральной среде, содержащей в качестве источника углерода смесь мелассы (1,5 % по углеводам) и подсолнечного масла (1,5 % по объему): рафинированного, отработанного после жарки мяса, картофеля, овощей и смешанного (после жарки мяса, картофеля, лука и сыра). Посевной материал выращивали в среде с моносубстратами мелассой, рафинированным и отработанным маслом в концентрации 0,5 %. Культивирование осуществляли в колбах (750 мл) с 100 мл среды на качалке (320 об/мин) при 30 0C в течении 120 ч.

Концентрацию биомассы определяли по оптической плотности клеточной суспензии с последующим пересчетом на сухую биомассу в соответствии с калибровочным графиком. Количество синтезированных ЭПС определяли весовым методом после осаждения изопропанолом. ЭПС-синтезирующую способность выражали в граммах ЭПС на грамм биомассы.

Результаты и обсуждения. На первом этапе работы исследовали принципиальную возможность синтеза этаполана на смеси мелассы и отработанного масла. В данных исследованиях концентрация источника минерального азота в среде для получения инокулята и биосинтеза ЭПС составляла 0,2 г/л, а посевной материал выращивали на мелассе. Показано, что независимо от типа отработанного масла в смеси с мелассой концентрация полисахарида составляла 12-15,5 г/л и была несколько выше, чем при использовании рафинированного масла (11,5 г/л).

Ранее [0] было показано, что исключение или снижение концентрации источника минерального азота в среде при культивировании штамма ИМВ B-7005 на смеси мелассы и рафинированного масла сопровождалось увеличением показателей синтеза полисахарида.

Однако исключение нитрата аммония из среды для получения инокулята и биосинтеза ЭПС не сопровождалось существенным увеличением количества этаполана (11-16 г/л) на смеси мелассы и отработанного масла.

В дальнейших исследованиях с целью снижения себестоимости целевого продукта инокулят выращивали на соответствующем отработанном масле. Отметим, что использование для этой цели отработанного масла позволяет исключить из технологического процесса стадию его стерилизации. В данных экспериментах инокулят выращивали в среде с 0,2 г/л нитрата аммония, а для биосинтеза ЭПС использовали среду без источника азота.

Установлено, что при выращивании инокулята на отработанном после жарки мяса, картофеля и овощей масле количество синтезированных ЭПС (9-12,5 г/л) было несколько ниже по сравнению с использованием посевного материала, полученного на мелассе (11-16 г/л). В то же время при применении смешанного отработанного масла для получения инокулята и биосинтеза ЭПС концентрация этаполана составляла почти 14 г/л, а ЭПС-синтезирующая способность - 3,5 г ЭПС/ г биомассы.

Вывод. Таким образом, в ходе проведенной работы установлена возможность замены в смеси с мелассой рафинированного масла на отработанное для получения этаполана. С целью снижения себестоимости целевого продукта предлагается использование инокулята, выращенного на отработанном масле, а также исключение источника минерального азота из среды для биосинтеза ЭПС. Полученные результаты являются основой для разработки универсальной технологии получения этаполана на смеси промышленных отходов, независимой от типа и поставщика отработанного масла.

Список литературы

  1. Guillen M.D., Uriarte P.S. Aldehydes contained in edible oils of a very different nature after prolonged heating at hying temperature: Presence of toxic oxygenated а,в unsaturated aldehydes // Food Chemistry, 2012, Vol. 131, Issue 3, p. 915.
  2. Ivahniuk M., Pirog T. Intensification of microbial exopolysaccharide ethapolan synthesis under Acinetobacter sp. IMV B-7005 cultivation on sunflower oil // Ukrainian Journal of Food Science, 2014, Vol. 2, Issue 1, p. 52. Panadare D.C., Rathod V.K. Applications of waste cooking oil other than biodiesel: A review // Iran. J. Chem. Eng., 2015, Vol. 12, Issue 3, p. 55.
  3. Pirog T.P., Ivakhniuk M.O., Voronenko A.A. Exopolysaccharides synthesis on industrial waste // Biotechnologia Acta, 2016, Vol. 9, Issue 2, p. 7.
  4. Voronenko A.A., Ivakhniuk M.O. The biosynthesis of microbial exopolysaccharide ethapolan under Acinetobacter sp. IMV B-7005 cultivation on molasses and sunflower oil mixture // Materials of the XII International scientific and practical conference, «Science without borders», 2016, p. 31.
Год: 2016
Город: Шымкент
Категория: Медицина