В последние годы многие исследования направлены на изучение микробных экзополи- сахаридов (ЭПС), поскольку эти полимеры благодаря способности к увеличению вязкости водных систем могут использоваться в различных отраслях промышленности [1, 2]. С целью повышения экономической эффективности технологий продуктов микробного синтеза в качестве субстратов используются промышленные отходы. Отработанные (пережаренные) растительные масла являются дешевыми и доступными в необходимых для применения в микробных технологиях количествах.
В наших предыдущих исследованиях установлена способность штамма Acinetobacter sp. ИМВ В-7005 к синтезу ЭПС этаполана на широком наборе С2-С6-моно- и смешанных субстратах, а также на подсолнечном масле (рафинированном и отработанном после жарки мяса и картофеля) [2, 3].
Из литературы известно, что в процессе жарки при температуре выше 180 °С в маслах образуются токсические вещества, количество которых зависит от состава масла, в частности от соотношения в нем моно- и полиненасыщенных жирных кислот [4]. Кроме того, на качество пережаренного масла влияет продукт, который поддается термической обработке [4]. Образованные альдегиды и перекиси липидов могут быть потенциальными ингибиторами роста и синтеза целевого продукта. В работе [5] нами было отмечено, что до настоящего времени в мире практически нет сведений о синтезе микробных полисахаридов на отработанном масле, и тем более нет данных о влиянии качества и состава такого масла на синтез целевого продукта.
Цель исследования. Изучить синтез микробного экзополисахарида этаполана на отработанных маслах с различным соотношением моно- и полиненасыщенных жирных кислот.
Материалы и методы. Acinetobacter sp. ИМВ В-7005 (объект исследований) культивировали в жидкой среде, содержащей (г/л): КН2РО4 - 6,8; КОН - 0,9; MgSO4x7H2O - 0,4; CaCl2x2H2O - 0,1; NH4NO3 - 0,6; FeSO4x7H2O - 0,001, рН 6,8-7,0. В среду дополнительно вносили 0,5 % (по объему) дрожжевого автолизата и в качестве источника пантотената (витамин В5) - мультивитаминный комплекс «Комплевит» в концентрации 0,00095 % (в пересчете на пантотенат), поскольку штамм ИМВ В-7005 является ауксотрофом по пантотенату.
В качестве источника углерода и энергии использовали рафинированные и отработанные после жарки картофеля и мяса масла: подсолнечное (ТМ «Олейна», Украина), кукурузное (ООО Компания «КАМА», Украина), рапсовое и оливковое масло холодного отжима (ТМ «Salvadori», Италия) в концентрации 5 % (по объему). В качестве инокулята использовали культуру в экспоненциальной фазе роста, выращенную на среде указанного выше состава, содержащей 0,5 % (по объему) соответствующего масла.
Результаты и обсуждения. На первом этапе осуществляли сравнительный анализ синтеза этаполана на подсолнечном и кукурузном отработанных маслах, которые близки по содержанию полиненасыщенных жирных кислот. В этих исследованиях посевной материал выращивали на соответствующем рафинированном масле. Так, эксперименты показали, что наиболее высокая концентрация ЭПС (11,2-14,4 г/л) наблюдалась при культивировании штамма ИМВ В-7005 на отработанном после жарки мяса масле (как подсолнечном, так и кукурузном). В то же время при выращивании продуцента этаполана на оливковом и рапсовом масле, характеризующимися высоким содержанием мононенасыщенных жирных кислот, концентрация ЭПС была ниже (7,7-9,0 г/л), что можно объяснить наличием фенольных соединений в составе таких субстратов.
На следующем этапе с целью снижения себестоимости целевого продукта для получения посевного материала и биосинтеза ЭПС использовали отработанное масло. Однако в этом случае, независимо от типа отработанного масла, наблюдали снижение показателей синтеза ЭПС по сравнению с применением рафинированного масла для приготовления инокулята.
Вывод. Таким образом, в результате проведенной работы впервые показана возможность использования отработанного после жарки картофеля и мяса подсолнечного, кукурузного, рапсового и оливкового масла. Это свидетельствует о том, что масло любого качества может быть использовано для получения микробного полисахарида этаполана, что позволяет разработать универсальную технологию получения этого ЭПС, независящую от типа и поставщика отработанного масла.
Список литературы
- Davis J.K. Combining polysaccharide biosynthesis and transport in a single enzyme: dual-function cell wall glycan synthases // Frontiers in Plant Science, 2012, Vol 3, N 138, P. 1 - 5.
- Подгорский В.С., Иутинская Г.А., Пирог Т.П. Интенсификация технологий микробного синтеза. (Наук. думка) - Киев, 2010, 324 с.
- Пирог Т.П., Павлюковец И.В., Ивахнюк Н.А., Савенко И.В. Биотрансформация бактерии рода Acinetobacter отработанного подсолнечного масла в поверхностно-активные вещества и экзополисахариды. // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук, 2015, № 4, С. 124-129.
- Choe E., Min D.B. Chemistry of deep-fat frying oils // J. Food Sci, 2007, Vol. 72, N 5, P. 77-86. doi: 10.1111/j.1750-3841.2007.00352.x
- Pirog T.P., Ivakhniuk M.O., Voronenko A.A. Exopolysaccharides synthesis on industrial waste // Biotechnol. Acta, 2016, Vol. 9, N 2, Р. 7-18. doi: 10.15407/biotech9.02.007