Biosynteza wewnątrzkomórkowego tłuszczu przez mikroorganizmy olejogenne. Drożdże olejogenne (lipolityczne)

• Autorzy: Choinska R. , Giryn H.

Warianty tytułu

EN

Intracellular fat biosynthesis by oleaginous microorganisms. Oleaginous yeast

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Mikroorganizmy olejogenne (ang. oleaginous) to wybrane gatunki drożdży, grzybów oraz alg, które posiadają zdolność do produkcji i akumulacji tłuszczu w ilościach powyżej 20% tłuszczu na suchą substancję biomasy. Tłuszcze produkowane przez mikroorganizmy to głównie triacyloglicerole (TAG), bogate w specyficzne wielonienasycone kwasy tłuszczowe, których skład jest podobny do składu olejów roślinnych. Mikroorganizmy olejogenne mogą zatem pełnić rolę obiecującego zamiennika przy produkcji biopaliw i być alternatywą dla konwencjonalnych źródeł energii. Wykorzystanie mikroorganizmów do produkcji oleju jest korzystne zarówno w aspekcie ekonomicznym, jak i ekologicznym. Pozyskiwanie oleju przy udziale mikroorganizmów charakteryzuje krótki cykl produkcji, jest niezależne od warunków klimatycznych, eliminuje negatywne aspekty produkcji biopaliw z surowców roślinnych. Ekonomiczność procesu wynika z możliwości zastosowania przemysłowych i rolniczych substancji odpadowych jako pożywki do hodowli mikroorganizmów. Przedstawiony artykuł obejmuje przegląd doniesień naukowych dotyczących wykorzystania wybranych szczepów drożdży olejogennych (lipolitycznych) w procesie biosyntezy wewnątrzkomórkowego tłuszczu.

EN

Oleaginous microorganisms including selected strains of yeast, fungi and algae are defined by their ability to accumulate more than 20% of their cell dry weight as lipid content. The produced microbial lipids are mainly in form of triacylglicerols (TGA), that are rich in specific polyunsaturated fatty acids. Fatty acid composition of the microbial oils is similar to that of plant oils. The oleaginous microorganisms represents a potential raw material for biofuels production and also a sustainable alternative for the conventional oil industry. The use of the microorganisms for the oil production has economical, and ecological advantages. Microbial oil production is low time production process, independent on the environmental parameters and overcome the negative aspects of the plant oils production. Furthermore, reduction of the cost of the microbial oils production can be achieved by using low-valued nutrient sources such as agricultural residues, and industrial by-products. This paper reviews studies on the use of the selected strains of oleagineous yeasts for intracellular lipids production.

Słowa kluczowe

PL

tluszcze wewnatrzkomorkowe; mikroorganizmy olejogenne zob.mikroorganizmy lipolityczne; drozdze; synteza; biosynteza; mikroorganizmy lipolityczne; biopaliwa

• Wydawca: -
• Czasopismo: Postępy Nauki i Technologii Przemysłu Rolno-Spożywczego
• Rocznik: 2015
• Tom: 70
• Numer: 4
• Opis fizyczny: s.91-101,bibliogr.

Twórcy

autor

Choinska R.

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im.prof.Wacława Dąbrowskiego, ul.Rakowiecka 36, 02-532 Warszawa

autor

Giryn H.

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im.prof.Wacława Dąbrowskiego, ul.Rakowiecka 36, 02-532 Warszawa

Bibliografia

• 1. Adams I.P., Dack S., Dickinson F.M. (2002). The distinctiveness of ATP: citrate lyase from Aspergillus nidulans. Biochim. Biophys. Acta, 1597, 36-41.
• 2. Angerbauer C., Siebenhofer M., Mittelbach M., Guebitz G. M. (2008). Conversion of sewage sludge into lipids by Lipomyces starkeyi for biodiesel production. Bioresource Technology, 99, 3051-3056.
• 3. Anschau A., Xavier M. C. A., Hernalsteens S., Franco T. T. (2014). Effect of feeding strategies on lipid production by Lipomyces starkeyi. Bioresource Technology, 157, 214-222.
• 4. Beopoulos A., Cescut J., Haddouche R., Uribelarrea J.-L., Molina-Jouve C., Nicaud J.-M. (2009). Yarrowia lipolytica as a model for bio-oil production. Progress in Lipid Research, 48, 375-387.
• 5. Błażejak S., Gientka I., Bzducha-Wróbel A., Stasiak-Różańska L., Maszewska M. (2014). Ocena zdolności biosyntezy tłuszczu przez drożdże Rhodotorula gracilis w podłożach zawierających ziemniaczaną wodę sokową wzbogaconą glicerolem. Zeszyty Problemowe Postepów Nauk Rolniczych, 576, 3-12.
• 6. Chen X., Li Z., Zhang X., Hu F., Ryu D.Y., Bao J. (2009). Screening of oleaginous yeast strains tolerant to lignocellulose degradation compounds. Appl. Biochem. Biotechnol., 159, 591-604.
• 7. Chang Y.-H., Chang K.-S., Hsu C.-L., Chuang L.-T., Chen C.-Y., Huang F.-Y., Jang H.-D. (2013). A comparative study on batch and fed-batch cultures of oleaginous yeast Cryptococccus sp. in glucose-based media and corncob hydrolysate for microbial oil production. Fuel, 103, 711-717.
• 8. Dai C.-C., Tao J., Xie F., Dai Y.-J., Zhao M. (2007). Biodiesel generation frem oleaginous yeast Rhodotorula glutinis with xylose assimilating capacity. African Journal of Biotechnology, 6 (18), 2130-2134.
• 9. Easterling E. R., French W. T., Hernandez R., Licha M. (2009). The effect of glycerol as a sole and secondary substrate on the growth and fatty acid composition of Rhodotorula glutinis. Bioresource Technology, 100, 356-361.
• 10. El-Fadaly H. A., El-Ahmady El-Naggar N., Marwan E. M. (2009). Single cell oil production by an oleaginous yeast strain in a low cost cultivation medium. Research Journal of Microbiology, 4 (8), 301-313.
• 11. Fei Q., Chang H. N., Shang L., Choi J., Kim N. J., Kang J. W. (2011). The effect of volatile fatty acids as a sole carbon source on lipid accumulation by Cryptococcus albidus for biodiesel production. Bioresource Technology, 102, 2695-2701.
• 12. Gong Z., Shen H., Yang X., Wang Q., Xie H., Zhao Z. K. (2014). Lipid production from corn stover by the oleaginous yeast Cryptococcus curvatus. Biotechnology for Biofuels, 7 (158), 1-9.
• 13. Hassan M., Blanc P. J., Granger L.-M., Pareilleux A., Goma G. (1996). Influence of nitrogen and iron limitations on lipid production by Cryptococcus curvatus grown in batch and fed-batch culture. Process Biochemistry, 31 (4), 355-361.
• 14. Hu C., Zhao X., Zhao j., Wu S., Zhao Z. K. (2009). Effects of biomass hydrolysis byproducts on oleaginous yeast Rhodosporidium toruloides. Bioresource Technology, 100, 4843-4847.
• 15. Hu C., Wu S., Wang Q., Jin G., Shen H., Zhao Z. K. (2011). Simultaneous utilization of glucose and xylose for lipid production by Trichosporon cutaneum. Biotechnology for Biofuels, 4 (25), 1-8.
• 16. Huang C., Chen X.-F., Xiong L., Chen X., Ma L. (2012). Oil production by the yeast Trichosporon dermatis cultured in enzymatic hydrolysates of corncobs. Bioresource Technology, 110, 711-714.
• 17. Kolanowski W. (2007). Długołańcuchowe wielonienasycone kwasy tłuszczowe omega-3 – znaczenie zdrowotne w obniżaniu ryzyka chorób cywilizacyjnych. Bromat. Chem. Toksykol., XL, 3, 229-237.
• 18. Kulkarni A., Singh A., Kumbhar B.K., Sahgal M. (2013). Optimization of pomace and banana peel fermentation for production of single cell oil. Focusing on Modern Food Industry, 2 (4), 170-178.
• 19. Li Y., Zhao Z., Bai F. (2007). High-density cultivation of oleaginous yeast Rhodosporidium toruloides Y4 in fed-batch culture. Enzyme and Microbial Technology, 41, 312-317.
• 20. Liang Y., Cui Y., Trushenski J., Blackburn J. W. (2010). Converting crude glycerol derived from yellow grease to lipids through yeast fermentation. Bioresource Technology, 101, 7581-7586.
• 21. Makri A., Fakas S., Aggelis G. (2010). Metabolic activities of biotechnological interest in Yarrowia lipolytica grown on glycerol in repeated batch cultures. Bioresource Technology, 101, 2351-2358.
• 22. Matsakas L., Bonturi N., Miranda E. A., Rova U., Christakopoulos P. (2015). High concentrations of dried sorghum stalks as a biomass feedstock for single cell oil production by Rhodosporidium toruloides. Biotechnology for Biofuels, 8, 1-6.
• 23. Meesters P. A. E. P., Huijberts G. N. M., Eggik G. (1996). High-cell-density cultivation of the lipid accumulating yeast Cryptococcus curvatus using glycerol as a carbon source. Appl. Microbiol. Biotechnol., 45, 575-579.
• 24. Meng X., Yang J., Xu X., Zhang L., Nie Q., Xian M. (2009). Biodiesel production from oleaginous microorganisms. Renewable Energy, 34, 1-5.
• 25. Papanikolaou S., Galiotou-Panayotou M., Chevalot I., Komaitis M., Marc I., Aggelis G. (2006). Influence of glucose and saturated free-fatty acid mixtures on citric acid and lipid production by Yarrowia lipolytica. Current Microbiology, 52, 134-142.
• 26. Papanikolaou S., Aggelis G. (2002). Lipid production by Yarrowia lipolytica growing on industrial glycerol in a single-stage continuous culture. Bioresource Technology, 82, 43-49.
• 27. Rasoul-Amini S., Montazeri-Najafabady N., Mobasher M. A., Hoseini-Alhashemi S., Ghasemi Y. (2011). Chlorella sp.: a new strain with highly saturated fatty acid for biodiesel production in bubble-column photobioreactor. Appl. Energy, art. in press.
• 28. Ratledge C. (2004). Fatty acid biosynthesis in microorganisms being used for single cell oil production. Biochimie, 86, 807-815.
• 29. Sitepu I. R., Sestric R., Ignatia L., Levin D., German J. B., Gillies L. A., Almada L. A. G., Boundy-Mills K. (2013). Manipulation of culture conditions alters lipid content and fatty acid profiles of a wide variety of known and new oleaginous yeast species. Bioresource Technology, 144, 360-369.
• 30. Subramaniam R., Dufreche S., Zappi M., Bajpai R. (2010). Microbial lipids from renewable resources: production and characterization. J. Ind Microbiol. Biotechnol., 37, 1271-1287.
• 31. Suutari M., Priha P., Laakso S. (1993). Temperature shifts in regulation of lipids accumulated by Lipomyces starkeyi. JAOCS, 70 (9), 891-894.
• 32. Tsigie Y. A., Wang C.-Y., Truong C.-T., Ju Y.-H. (2011). Lipid production from Yarrowia lipolytica Po1 g grown in sugarcane bagasse hydrolysate. Bioresource Technology, 102, 9216-9222.
• 33. Ward O., Singh A. (2005). Omega-3/6 fatty acids: Alternative sources of production. Process Biochemistry, 40, 3627-3652.
• 34. Wild R., Patil S., Popovic M., Zappi M., Dufreche S., Bajpai R. (2010). Lipids from Lipomyces starkeyi. Food Technol. Biotechnol., 48 (3), 329-335.
• 35. Xue F., Miao J., Zhang X., Luo H., Tan T. (2008). Studies on lipid production by Rhodotorula glutinis fermentation using monosodium glutamate wastewater as culture medium. Bioresource Technology, 99, 5923-5927.
• 36. Yu X., Zheng Y., Dorgan K.M., Chen S. (2011). Oil production by oleaginous yeasts using hydrolysate from pretreatment of wheat straw with dilute sulfuric acid. Bioresource Technology, 102, 6134-6140.