Ocena zdolności biosyntezy tłuszczu przez drożdże Rhodotorula gracilis w podłożach zawierających ziemniaczaną odpadową wodę sokową wzbogaconą glicerolem

• Autorzy: Blazejak S. , Gientka I. , Bzducha-Wrobel A. , Stasiak-Rozanska L. , Maszewska M.

Warianty tytułu

EN

Evaluation of the ability of the intraclellular fat biosynthesis by Rhodotorula gracilis yeast in media containing potato wastewater enriched with glycerol

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań było określenie zdolności wzrostu drożdży Rhodotorula gracilis i biosyntezy przez nie wewnątrzkomórkowego tłuszczu (SCO – Single Cell Oil) podczas 72-godzinnej hodowli wgłębnej w podłożach zawierających ziemniaczaną odpadową wodę sokową wzbogaconą glicerolem w ilościach 5, 10, 15 i 20% obj. Największy plon biomasy komórkowej (28,65 gs.s.·dm⁻³) uzyskano w podłożu zawierającym 5% obj. glicerolu, a najwięcej wewnątrzkomórkowego tłuszczu (25,57 g·100 gs.s.⁻¹) stwierdzono w biomasie drożdży rosnących w podłożach zawierających 20% obj. glicerolu. Ta ilość tłuszczu była 3 i 5 razy większa w porównaniu z eksperymentami prowadzonymi w podłożu kontrolnym YPD (8,87 g·100 gs.s.⁻¹) i doświadczalnym bez gliceryny (4,81 g·100 gs.s.⁻¹). W podłożach wzbogaconych 15 lub 20% obj. dodatkiem glicerolu największa objętościowa produktywność biosyntezy tłuszczu w komórkach stosowanego szczepu drożdży przekraczała 5 g·dm⁻³. Hodowla wgłębna drożdży Rhodotorula gracilis w podłożu stanowiącym odpadową wodę sokową ziemniaczaną wzbogaconą glicerolem w ilości 15–20% obj. prowadzi do biosyntezy tłuszczu wewnątrzkomórkowego.

EN

The biosynthesis of intracellular fat by oleaginous yeast strains based on alternative sources of carbon, nitrogen, phosphorus and mineral ingredients can provide the opportunity for the utilization of the industrial wastes. The culture media for SCO production can include glycerol from biodiesel production as a source of carbon as well as potato wastewater as a source of nitrogen. Potato wastewater is a waste of the production of protein feed obtained by proteins thermal-acid coagulation from potato juice. The aim of the study was to determine the ability of Rhodotorula gracilis yeast to the growth and intracellular biosynthesis of fat during 72-hour bath cultivation in experimental media containing potato wastewater enriched with glycerol. Experimental media contained potato wastewater and diverse addition of glycerol in quantities of 5, 10, 15 or 20% vol. Control medium was YPD. Potato wastewater originated from PEPEES SA Food Industry in Łomża (Central East Poland). The biomass yield, intracellular fat content as well as glycerol in cultivation media content were determined during yeast cultivation. Biomass yield was performed by gravimetric method, while glycerol content by the Milchert’s method. The intracellular fat content was determined after extraction according to the Soxhlet method with petroleum ether. The highest yield of the cell biomass (28.65 gs.s.·dm⁻³) was obtained in the experimental medium with wastewater and 5% of glycerol. Culturing of the yeast of Rhodotorula gracilis in medium containing potato wastewater media enriched with 15 or 20% glycerol leads to the biosynthesis of intracellular fat. The intracellular biosynthesis of fat in the experimental media glycerol occurred in the stationary growth phase. The highest intracellular fat (25.57 g·100 gs.s.⁻¹) was found in yeast biomass from the experimental media containing 20% glycerol. In comparison to the fat content in the biomass from YPD control medium (8.87 g·100 gs.s.⁻¹) and experimental without glycerol (4.81 g·100 gs.s.⁻¹) the value was about 3 and 5 times greater respectively. The volumetric productivity of fat in cells of the yeast strain tested exceeded 5 g·dm⁻³ in potato wastewater media enriched with 15 or 20% glycerol. Increasing the glycerol content in the experimental media (from 5 to 20% vol) led to a reduction in glycerol utilization by yeast (from 86 to 59%). The fact of incomplete utilization of glycerol in experimental media should result in an extension of the submerged culture over 72 hours.

Słowa kluczowe

PL

tluszcze wewnatrzkomorkowe; biosynteza; drozdze; Rhodotorula gracilis; podloza hodowlane; ziemniaczana odpadowa woda sokowa; glicerol; hodowla wglebna

EN

intracellular lipid; biosynthesis; yeast; Rhodotorula gracilis; culture medium; glycerol; submerged culture

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2014
• Tom: 576
• Opis fizyczny: s.3-12,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Blazejak S.

• Zakład Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Wydział Nauk o Żywności, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Nowoursynowska 159c, 02-776 Warszawa

autor

Gientka I.

• Zakład Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Wydział Nauk o Żywności, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Nowoursynowska 159c, 02-776 Warszawa

autor

Bzducha-Wrobel A.

• Zakład Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Wydział Nauk o Żywności, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Nowoursynowska 159c, 02-776 Warszawa

autor

Stasiak-Rozanska L.

• Zakład Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Wydział Nauk o Żywności, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Nowoursynowska 159c, 02-776 Warszawa

autor

Maszewska M.

• Zakład Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Wydział Nauk o Żywności, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Nowoursynowska 159c, 02-776 Warszawa

Bibliografia

• Ageitos J.M., Vallejo J.A., Veiga-Crespo P., Villa T.G., 2011. Oily yeast as oleoginous cell factories. Appl. Microbiol. Biotech. 90, 1219–1227.
• 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 Res. 48, 375–387.
• Borychowski M., 2012. Produkcja i zużycie biopaliw płynnych w Polsce i na świecie – szanse, zagrożenia, kontrowersje. W: Roczniki Ekonomiczne Kujawsko-Pomorskiej Szkoły Wyższej w Bydgoszczy 5, 39–59.
• Buzzini P., Innicenti M., Turchetti B., Libkind D., Broock M., Mulinacci N., 2007. Carotenoid profiles of yeast belonging to the genera Rhodotorula, Rhodosporidium, Sporobolomyces and Sporidiobolus. Can. J. Microbiol. 53, 1024–1031.
• Evans C.T., Scragg A.H., Ratledge C., 1983. A comparative study of citrate efflux from mitochondria of oleaginous and nonoleaginous yeasts. Europ. J. Biochem. 130, 195–204.
• Fell J.W., Statzell-Tallman A., 1998. ”Rhodotorula” Harison. In: The yeast, a taxonomic study, 4th ed., Ed by Kurtzman & Fell, Elsevier, Amsterdam, 800–827.
• Galafassi S., Cucchetti D., Pizza F., Bianchi D., Compagno C., 2012. Lipid production for second generation biodiesel by the oleaginous yeast Rhodotorula graminis. Biores. Technol. 111, 398–403.
• Karatay S., Donmez G., 2010. Improving the lipid accumulation properties of the yeast cell for biodiesel production using molasses. Biores. Tech. 101, 7988–7990.
• Komorowski P., Błażejak St., 2011. Ocena zdolności biosyntezy tłuszczu przez wybrane drożdże. Przem. Spoż. 65(9), 48–51.
• Li Q., Du W., Liu D., 2008. Perspectives of microbiol olis for biodiesel production. Appl. Microbiol. Biotech. 80, 749–756.
• Milchert E., Goc W., Lewandowski G., Myszkowski J., 1995. Dehydrochlorination of glicerol dichlorohydrin to epichlorohydrin. Chem. Papers 49(3), 133–136.
• Muniraj I.K., Xiao L., Hu Z., Zhan X., Shi J., 2013. Microbial lipid production from potato processing wastewater using oleaginous filamentous fungi Aspergillus oryzae. Water Res. 47, 3477–3483.
• Papanikolaou S., Aggelis G., Komaitis M., 2004. Single Cell Oil (SCO) production by Mortierella asabellina grown on high-suger content media. Biores. Tech. 95, 287–291.
• Ratledge C., 2002. Regulation of lipid accumulation in oleaginous microorganisms. Biochem. Soc. Trans., 30, 1047–1050.
• Ratledge C., 2004. Fatty acid biosynthesis in microorganisms being used for Single Cell Oil production. Biochimi. 86, 807–815.
• Robinson R.K., Batt C.A., Patel P.D., 2000. Encyclopedia of food microbiology. Academic, New York, 252–300, 850–854.
• Rupcic J., Blagowic B., Maric V., 1996. Cell lipids of the candida lipolytica yeast grown on methanol. J. Chrom. 755, 75–80.
• Saenge C., Cheirsilp B., Suksaroge T., Bourtoom T., 2011. Potential use of oleaginous red yeast Rhodotorula glutinis for the bioconvertion of crude glycerol from biodiesel plant to lipids and carotenoides. Process Biochem. 46, 210–218.
• Taccari M., Canonico L., Comitini F., Mannazzu I., Ciani M., 2012. Screening of yeasts for growth on crude glycerol and optimization of biomass production. Bioresource Technol. 110, 488–495.
• Taha E.M., Omar O., Yousoff W.M., Hamid A.A., 2010. Lipid biosynthesis in Cunnighamella bainieri 2A1 in N-limited and N-excess media. Annuals in Microbiol. 60, 615–622.
• Yen W.H., Yang Y., Yu Y.H., 2012. Using crude glycerol and thin stillage for the production of microbial lipids through the cultivation of Rhodotorula glutinis. J. Biosci. Bioeng. 114(4), 453–456.
• Zheng S., Yang M., Yang Z., 2005. Biomass production of yeast isolate from salad oil manufacturing wastewater. Biores. Technol. 96, 1183–1187.