Wpływ wybranych czynników na wydajność ekstrakcji i skład kwasów tłuszczowych oleju mikrobiologicznego otrzymywanego z komórek drożdży Yarrowia lipolytica

• Autorzy: Fabiszewska A. , Pielinska A. , Mazurczak P. , Zieniuk B. , Woloszynowska M.

Warianty tytułu

EN

Impact of selected factors on extraction yield and composition of fatty acids in microbial oil produced from Yarrowia lipolytica yeast cells

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Drożdże Yarrowia lipolytica to modelowy gatunek mikroorganizmów olejogennych, zdolny do kumulacji lipidów wewnątrz komórki w ilości powyżej 20 % suchej masy. Oprócz prac nad zwiększaniem wydajności biosyntezy oleju mikrobiologicznego ważnym zagadnieniem jest także dobór warunków ekstrakcji tłuszczu z biomasy drożdży. Celem pracy była ocena wpływu wybranych parametrów (rodzaju rozpuszczalnika, sposobu przygotowania próbki oraz czasu trwania procesu) na wydajność ekstrakcji tłuszczu zawartego w komórkach dzikiego szczepu drożdży Y. lipolytica KKP 379, prowadzonej w aparacie Soxhleta oraz na skład kwasów tłuszczowych w uzyskanym oleju. Hodowle okresowe drożdży prowadzono w bioreaktorze laboratoryjnym w bogatym podłożu YPO oraz w podłożach mineralnych z limitowaną zawartością azotu, co umożliwiło otrzymanie biomasy komórkowej o zróżnicowanej zawartości oleju mikrobiologicznego. W badaniach zastosowano plany kwadratów łacińskich, co pozwoliło na odmaskowanie efektu wpływu sposobu przygotowania próbki na zmienną zależną, jaką była zawartość tłuszczu w biomasie drożdży. Najlepsze rezultaty osiągnięto po przygotowaniu biomasy metodą lityczną z wykorzystaniem komercyjnego preparatu Y-PER. Zastosowany czas ekstrakcji oraz rodzaj rozpuszczalnika (eter naftowy lub heksan) nie wpłynęły istotnie na wydajność procesu. Rodzaj rozpuszczalnika miał z kolei wpływ na zawartość trzech kwasów tłuszczowych spośród czternastu zidentyfikowanych w lipidach ekstrahowanych z biomasy drożdży, tj. kwasu palmitooleinowego, eikozapentaenowego i dokozatetraenowego. Większą zawartość wymienionych kwasów oznaczono w próbkach ekstrahowanych heksanem.

EN

Yarrowia lipolytica yeasts are a model species of oleaginous microorganisms capable of accumulating lipids inside the cell in an amount exceeding 20 % of dry matter. In addition to studies on how to increase the efficiency of oil biosynthesis, an important issue is, also, the selection of conditions for lipid extraction from yeast biomass. The objective of the research study was to assess the impact of some selected parameters (type of solvent, sample treatment method, and the duration of the process) on the yield of extraction, run in an Soxhlet extractor, of lipids contained in cells of wild strain of Y. lipolytica KKP 379 yeast, and on the composition of fatty acids in the microbial oil produced. The yeasts were cultured in a batch process, in a laboratory bioreactor in a rich YPO medium, as well as in nitrogen restricted mineral media; thus, it was possible to obtain a cell biomass with varying contents of microbial oil. In the research, Latin Square Designs were applied so that the effect of biomass treatment method could be unmasked on the dependent variable, i.e. the content of lipids in the yeast biomass. The best results were achieved when the biomass was prepared using a commercial preparation of Y-PER. The applied duration time of extraction and the used type of solvent (petroleum ether or hexane) did not significantly impact the process yield. However, the type of solvent impacted the content of three fatty acids of the fourteen identified in the lipids extracted from the yeast biomass, ie. the content of palmitoleic, eicosapentaenoic, and docosatetraenoic acids. Higher contents of the above mentioned compounds were determined in the hexane extracted samples.

Słowa kluczowe

PL

Yarrowia lipolytica; mikroorganizmy olejogenne; ekstrakcja ciagla; olej mikrobiologiczny; kwasy tluszczowe; zawartosc azotu; triacyloglicerole

EN

Yarrowia lipolytica; oilogenic microorganism; continuous extraction; microbiological oil; fatty acid; nitrogen content; triacylglycerol

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość
• Rocznik: 2017
• Tom: 24
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.59-69,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Fabiszewska A.

• Katedra Chemii, Wydział Nauk o Żywności, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul.Nowoursynowska 159C, 02-776 Warszawa

autor

Pielinska A.

• Wydział Ogrodnictwa, Biotechnologii i Architektury Krajobrazu, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul.Nowoursynowska 159C, 02-776 Warszawa

autor

Mazurczak P.

• Wydział Ogrodnictwa, Biotechnologii i Architektury Krajobrazu, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul.Nowoursynowska 159C, 02-776 Warszawa

autor

Zieniuk B.

• Wydział Ogrodnictwa, Biotechnologii i Architektury Krajobrazu, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul.Nowoursynowska 159C, 02-776 Warszawa

autor

Woloszynowska M.

• Zakład Analityczny, Instytut Przemysłu Organicznego, ul.Annopol 6, 03-236 Warszawa

Bibliografia

• [1] Ageitos J.M., Vallejo J.A., Veiga-Crespo P., Villa T.: Oily yeasts as oleaginous cell factories. Appl. Microbiol. Biotechnol., 2011, 90, 1219-1227.
• [2] Beopoulos A., Cescut J., Haddouche R., Uribelarrea J.L., Molina-Jouve C., Nicaud J.M.: Yarrowia lipolytica as a model for bio-oil production. Prog. Lipid Res., 2009, 48 (6), 375-387.
• [3] Bialy H.E., Gomaa O.M., Azab K.S.: Conversion of oil waste to valuable fatty acids using oleaginous yeast. World J. Microbiol. Biotechnol., 2011, 27, 2791-2798.
• [4] Van Derlinden E., Mertens L., van Impe J.F.: The impact of experiment design on the parameter estimation of cardinal parameter models in predictive microbiology. Food Control, 2013, 29 (2), 300-308.
• [5] Fabiszewska A., Mazurczak P., Pielińska A., Zieniuk B., Nowak D., Białecka-Florjańczyk E.: Próba zastosowania szczepu drożdży Y. lipolytica KKP 379 w zagospodarowaniu odpadów z zakładów przemysłu rybnego. Post. Techn. Przetw. Spoż., 2014, 2, 28-33.
• [6] Fickers P., Benetti P.H., Waché Y., Marty A., Mauersberger S., Smit M.S., Nicaud J.M.: Hydrophobic substrate utilisation by the yeast Yarrowia lipolytica, and its potential applications. Yeast Res., 2005, 5, 527-543.
• [7] Klimek-Ochab M., Brzezińska-Rodak M., Żymańczyk-Duda E., Lejczak B., Kafarski P.: Comparative study of fungal cell disruption – scope and limitations of the methods. Folia Microbiologica, 2011, 56 (5), 469-475.
• [8] Krzyczkowska J., Fabiszewska A.: Yarrowia lipolytica – niekonwencjonalne drożdże w biotechnologii. Postępy Mikrobiologii, 2015, 54 (1), 33-43.
• [9] Liang M., Jiang J.: Advancing oleaginous microorganism to produce lipid via metabolic engineering technology. Prog. Lipid Res., 2013, 52, 395-408.
• [10] Papanikolaou S., Aggelis G.: Lipid production by Yarrowia lipolytica growing on industrial glycerol in a single-stage continuous culture. Bioresour. Technol., 2002, 82 (1), 43-49.
• [11] Papanikolaou S., Aggelis G.: Lipids of oleaginous yeasts. Part I: Biochemistry of single cell oil production. Eur. J. Lipid Sci. Technol., 2011, 113 (8), 1031-1051.
• [12] Papanikolaou S., Aggelis G.: Lipids of oleaginous yeasts. Part II: Technology and potential applications. Eur. J. Lipid Sci. Technol., 2011, 113 (8), 1052-1073.
• [13] Ratledge C.: Fatty acid biosynthesis in microorganisms being used for single cell oil production. Biochimie, 2004, 86 (11), 807-815.
• [14] Ratledge C.: Microbial oils: An introductory overview of current status and future prospects. OCL, 2013, 20 (6), D602, 1-7.
• [15] Carrasco-Pancorbo A., Navas-Iglesias N., Cuadros-Rodriguez L.: From lipid analysis towards lipidomics, a new challenge for the analytical chemistry of the 21st century. Part I: Modern lipid analysis. TrAC, 2009, 28 (3), 263-278.

Identyfikatory

DOI

10.15193/zntj/2017/110/173