Heksadekan jako substrat w biosyntezie kwasu cytrynowego i kwasu izocytrynowego przez Yarrowia lipolytica A-101

• Autorzy: Robak M.

Warianty tytułu

EN

Hexadecane as substrate for citric and izocitric acids biosynthesis by Yarrowia lipolytica A-101

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Istotnym problemem w bioprodukcji kwasu cytrynowego (CA) jest czystość procesu. Niewielkie zanieczyszczenie kwasem izocytrynowym (ICA) utrudnia krystalizację. W przypadku mutantów szczepu Yarrowia lipolytica A-101, ilość gromadzonego ICA z glukozy, fruktozy lub glicerolu nie przekracza kilku % sumy obu kwasów. Wyjściowy szczep nagromadza w tych warunkach ~14% ICA i ponad 30% gdy substratem jest heksadekan lub kwasy tłuszczowe. Celem badań była ocena biosyntezy CA i ICA przez szczep Y. lipolytica A-101 w podłożu z heksadekanem, przy trzech prędkościach obrotów mieszadła. Największą zawartość kwasów (79,3 gL-1) uzyskano przy zastosowaniu wysokiej prędkości obrotowej mieszadła (600 rpm). Przy najniższej prędkości obrotów mieszadła (150 rpm) nagromadzenie obu kwasów było zdecydowanie mniejsze (8,5 gL-1). Przy dwóch najwyższych szybkościach ilość nagromadzonego ICA dochodziła do 60% sumy badanych kwasów. Przy niskich prędkościach obrotowych mieszadła w przewadze wydzielany był CA (70%). W podłożu zawierającym glukozę badany szczep nagromadził 31,7 gL-1 CA, a ICA stanowił mniej niż 10% sumy kwasów.

EN

Essential problem in biosynthesis of citric acid (CA) is the purity of process. Even low contamination by izocitric acid (ICA) perturbs crystallization. In the case of CA producers, selected from Yarrowia lipolytica A-101 yeasts strain, the amount of accumulated ICA from glucose, fructose or glycerol did not exceeded some %. The parent strain, on the same substrates, secretes over a dozen % of ICA and over 30% on hexadecane or fatty acids as substrates. The aim of the study was to evaluate kinetics of biosynthesis of CA and ICA by Y. lipolytica A-101 on hexadecane with three agitation rates (600, 300 and 150 rpm). The highest amount of acids (79,3 gL-1) was obtained with the highest agitation rate (600 rpm). Accumulation of acids was significantly lower (8,5 gL-1) with the lowest agitation rate (150 rpm). With two higher agitation rates, the amount of accumulated ICA was nearly 60% of the total acids amount. With low agitation rate mainly CA was secreted (70%). On glucose, tested strain secreted 31,7gL-1 CA and the amount of ICA did not exceeded 10% of total acids.

Słowa kluczowe

PL

heksadekan; substraty; biosynteza; kwas cytrynowy; kwas izocytrynowy; Yarrowia lipolytica; cetan zob.heksadekan

EN

hexadecane; substrate; biosynthesis; citric acid; isocitric acid; Yarrowia lipolytica

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Biotechnologia
• Rocznik: 2011
• Tom: 10
• Numer: 3
• Opis fizyczny: s.15-25,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Robak M.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul.C.K.Norwida 25, 50-375 Wrocław

Bibliografia

• Anastassiadis S., Rehm H-J., 2006. Oxygen and temperature effect on continuous citric acid secretion in Candida oleophila. Electronic Journal of Biotechnology, 9 (4), 414-423.
• Antonucci S., Bravi M., Bubbico R., Di Michele A., Verdone N., 2001. Selectivity in citric acid production by Yarrowia lipolytica. Enzyme and Microbial Technology, 28, 189-195.
• Arzumanow T.E., Shishkanova N.V., Finogenova T.V., 2000. Biosynthesis of citric acid by Yar­rowia lipolytica repeat-batch culture on ethanol. Appl. Microbiol. Biotechnol., 53, 525-529.
• Erb T. J., Berg I.A., Brecht V., Muller M., Fuchs G., Alber B.E., 2007. Synthesis of C5-dicarboxy- lic acids from C2-units involving crotonyl-CoA carboxylase/reductase: the ethylmalonyl-CoA pathway. PNAS, 104 (25), 10631-10636.
• Evans M.C.W., Buchanan B.B., Arnon D.I., 1966. A new ferredoxin-dependent carbon reduction-cycle in a photosynthetic bacterium. Biochemistry, 55, 928-934.
• Finogenova T.V., Shishkanova N.V., Fausek E.A., Eremina S.S., 1991. Biosynthesis of isocitric acid from ethanol by yeasts. Appl. Microbiol. Biotechnol., 36, 231-235.
• Finogenova T. V., Puntus I.F., Kamzolova S.V., Lumina Yu.N., Monastyrskaya S.E., Morgunov I.G., Boronin A.M., 2008. Mutant Yarrowia lipolytica strains producing citric acid from glucose. Ap­plied Biochemistry and Microbiology, 44 (2), 197-202.
• Goldberg D., Ellis G., 1983. Isocitrate dehydrogenase, [in:] Bergmeyer HU (ed). Methods of enzy­matic analysis. Verlag Chemie, Weinheim, 3, 183-190.
• Kamzolova S.V., Finogenova T.V., Morgunov I.G., 2008. Microbiological production of citric and isocitric acids from sunflower oil. Food Technol. Biotechnol., 46 (1),51-59.
• Lewinson W.E., Kurtzman C.P., Min Kuo T., 2007. Characterization of Yarrowia lipolytica and related species for citric acid production from glycerol. Enzyme and Microbial Technology, 41, 292-295.
• Leśniak W., Pietkiewicz J., Podgórski W., 2002. Citric acid fermentation from starch and dex­trose syrups by a trace metal resistant mutant of Aspergillus niger. Biotechnology Letters, 24, 1065-1067.
• Lotfy W.A., Ghanem K.M., El-Helow E.R., 2007. Citric acid production by a novel Aspergillus niger isolate: II. Optimization of process parameters through statistical experimental designs. Bioresource Technology, 98, 3470-3477.
• Moeller L., Strehlitz B., Aurich A. Zehnsdorf A., Bley T., 2007. Optimization of citric acid produc­tion from glucose by Yarrowia lipolytica. Eng. Life Sci., 7, ( 5) 504-511.
• Papanikolaou S., Muniglia L., Chevalot I., Aggelis G., Marc I., 2002. Yarrowia lipolytica as a po­tential producer of citric acid from raw glycerol. J. Appl. Microbiol., 92, 737-744.
• Papanikolaou S., Galiotou-Panayotou M., Fakas S., Komaitis M., Aggelis G.,2008. Citric acid pro­duction by Yarrowia lipolytica cultivated on olive-mill wastewater-based media. Bioresource Technology, 99, 2419-2428.
• Rane K.D., Sims K.A., 1993. Citric acid production by Candida lipolytica Y 1095 in cell recycle and fed-batch fermentors. Biotechnology and Bioengineering, 46,325-332.
• Robak M., Wojtatowicz M., Rymowicz W, 1996. Aktywność dehydrogenazy izocytrynianowej drożdży a tempo tworzenia kwasu cytrynowego, Zesz. Nauk. AR Wroc., Technologia Żywności X, 27-35.
• Robak M., 1999. Aktywność syntazy cytrynianowej i dehydrogenazy izocytrynianowej drożdży Yarrowia lipolytica podczas biosyntezy kwasu cytrynowego z hydrolu glukozowego, Zesz. Nauk. AR Wroc., Technologia Żywności XIII, 125-135.
• Robak M., 2002. Studia nad wykorzystaniem octanu i wydzielaniem cytrynianu przez drożdże Yarrowia lipolytica. Zesz. Nauk. AR Wroc., Technologia Żywności, Nr 442, Rozprawy CXCII, 1-91.
• Robak M., 2007. Yarrowia lipolytica specific growth rate on acetate medium supplemented with glucose, glycerol or ethanol. Acta Sci. Polon, Biotechnologia, 6 (1), 23-33.
• Robak M., Rymowicz W., Filipkowski P., 2007. Effect of sodium acetate on citric acid production from glucose by Yarrowia lipolytica, EJPAU, Biotechnology, 10 (4), art. 22.
• Rymowicz W., Fatykhova A.R., Kamzolova S.V., Rywińska A., Morgunov I.G., 2010. Citric acid production from glicerol-containing waste of biodiesel industry by Yarrowia lipolytica in batch, repeated batch, and cell recycle regimes. Appl. Microbiol. Biotechnol., 87, 971-979.
• Rywińska A., 2008. Wykorzystanie glicerolu odpadowego do biosyntezy kwasu cytrynowego przez Yarrowia lipolytica Wratislavia AWG7. Acta Sci. Pol., Biotechnol., 7 (4), 13-22.
• Rywińska A., Rymowicz W., Żarowska B., Skrzypiński A.,2010. Comparison of citric acid produc­tion from glicerol and glucose by different strains of Yarrowia lipolytica. World J. Microbial. Biotechnol., 26, 1217-1224.
• Stern J., 1957. Assay of tricarboxylic acids in Colowic S., Kaplan N., (eds,). Methods in Enzymology, 3, 549-558.
• Wojtatowicz M., 1991. Studia nad biosyntezą kwasów cytrynowych przez szczep Yarrowia lipoly­tica A-101 i jego mutanty, Zesz. Nauk. AR Wroc., Rozpr. Hab., 96, 1-57.