Investigations into magnesium biosorption by waste brewery yeast Saccharomyces uvarum

• Autorzy: Gniewosz M , Duszkiewicz-Reinhard W. , Blazejak S. , Sobiecka J. , Zarzecka M.

Warianty tytułu

PL

Badania biosorpcji magnezu przez odpadowe drożdże piwowarskie Saccharomyces uvarum

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Investigations were carried out into the capacity of waste brewery yeast Saccharomyces uvarum for biosorption of magnesium originated from a solution of dehydrated salt of magnesium chloride, depending on the number of cells and diferent pH of the suspension during 6 hours. The concentration of MgCl2·6H2O in the solution was adjusted so as to maintain a stable content of magnesium as expressed per pure element, i.e. 1.25 g/dm3 of solution. In the first stage, the number of cells was differentiated in yeast slurry through either condensation or dilution. In the second stage, pH of yeast suspension was differentiated (pH 5.5, 6.0 and 7.0) at a constant number of cells. The solutions examined were kept under anaerobic and aerobic conditions. Determination of magnesium content of yeast biomass was carried out with the method of atomic adsorption spectroscopy after 15 min, 1 h, 2 h, 4 h and 6 h of experiments. The highest content of magnesium (13.76 mg/g d.m.) was obtained at the lowest number of cells in the solution, i.e. 3.5 × 108 cells/cm3 under aerobic conditions. An increase in solution pH facilitated biosorption of magnesium by the yeast. At pH 7.0, after 6 hours of the experiment, the yeasts contained 15.19 mg Mg/g d.m. when kept under anaerobic conditions and 17.22 mg Mg/g d.m. when kept under aerobic conditions

PL

Badano zdolność odpadowych drożdży piwowarskich Saccharomyces uvarum do biosorpcji magnezu pochodzącego z roztworu uwodnionej soli chlorku magnezu, w zależności od liczby komórek i zróżnicowanego pH zawiesiny w czasie 6 h. Zawartość MgCl26H2O w roztworze regulowano tak, aby zachować stałą zawartość magnezu w przeliczeniu na czysty pierwiastek, tj. 1,25 g Mg na 1 dm3 roztworu. W pierwszym etapie różnicowano liczbę komórek w gęstwie drożdżowej przez zagęszczanie lub rozcieńczanie. W drugim etapie różnicowano pH zawiesiny drożdży (pH 5,5, 6,0 i 7,0) przy stałej liczbie komórek. Badane roztwory przetrzymywano w warunkach bez napowietrzania i z napowietrzaniem. Oznaczenie zawartości magnezu w biomasie drożdży wykonywano metodą atomowej spektroskopii adsorpcyjnej po 15 min, 1 h, 2 h, 4 h i 6 h doświadczeń. Największą zawartość magnezu (13,76 mg/g s.s.) uzyskano z najmniejszą liczbą komórek w roztworze, 3,5-108/cm3, w warunkach z napowietrzaniem. Wzrost pH roztworu sprzyjał biosorpcji magnezu przez drożdże. W pH = 7,0 po 6 h drożdże zawierały magnez w wysokości 15,19 mg/g s.s. w warunkach bez napowietrzania oraz 17,22 mg/g s.s. w warunkach z napowietrzaniem.

Słowa kluczowe

EN

brewery yeast; investigation; waste brewery yeast; magnesium biosorption; Saccharomyces uvarum

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Technologia Alimentaria
• Rocznik: 2007
• Tom: 06
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.57-67,ref.

Twórcy

autor

Gniewosz M

• Warsaw Agricultural University, Nowoursynowska 159C, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Duszkiewicz-Reinhard W.

autor

Blazejak S.

autor

Sobiecka J.

autor

Zarzecka M.

Bibliografia

• Blackwell K.J., Singleton I., Tobin J.M., 1995. Metal cation uptake by yeast: a review. Appl. Microbiol. Biotechnol. 43, 579-584.
• Błażejak S., Duszkiewicz-Reinhard W., Gniewosz M., Rostkowska-Demmer E., Domurad E., 2002. Badanie zdolności wiązania magnezu przez drożdże piwowarskie Saccharomyces cerevisiae w warunkach hodowli stacjonarnej [The study of Saccharomyces cerevisiae brewery yeast strain capacity of binding with magnesium in stationary conditions). Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 1, 55-69 [in Polish],
• Błażejak S., Duszkiewicz-Reinhard W., Gniewosz M., Chojnicka M., 2005. Wpływ pH na zdolność wiązania magnezu przez drożdże paszowe Candida utilis ATCC 9950 podczas hodowli wgłębnej [Influence of the pH factor of the culture medium enriched with magnesium ions on the ability of binding this element by the yeast Candida utilis ATCC 9950 in dynamie conditions]. Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 4(2), 47-57 [in Polish].
• Brady D., Duncan J., 1994. Bioaccumulation of metal cations by Saccharomyces cerevisiae. Appl. Microbiol. Biotechnol. 41,149-154.
• Brady D., Stoli A.D., Starke L., Duncan J.R., 1994. Chemical and enzymatic extraction of heavy metal binding polymers from isolated celi walls of Saccharomyces cerevisiae. Biotechnol. Bioeng. 44,297-302.
• Bui M.D., Gregan J., Jarosch E., Ragnini A., Schweyen R.J., 1999. The bacterial magnesium transporter CorA can functionally substitute for its putative homologue Mrs2p in the yeast inner mitochondrial membrane. J. Biol. Chem. 274 (29), 20438-20443.
• Emelyanova E.V., 2001. Relationship between magnesium and iron uptake by the yeast Candida ethanolica. Process Biochem. 36, 517-523.
• Fourest E., Roux J.C., 1992. Heavy metal biosorption by fungal mycelial by-products: mechanisms and influence of pH. Appl. Microbiol. Biotechnol. 37, 399-403.
• Gardner R.C., 2003. Genes for magnesium transport. Cutt. Opin. Plant Biol. 6,263-267.
• Göksungur Y., Üren S., Güvenc U., 2005. Biosorption of cadmium and lead by ethanol treated waste baker’s biomass. Bioresour. TechnoL 96(1), 103-109.
• Graschopf A., Stadler J.A., Hoellerer M.K., Eder S., Sieghardt M., Kohlwein S.D., Schweyen R.1,2001. The yeast plasma membrane protein Alrl Controls Mg2+ homeostasis and is subject to Mg2+ - dependent control of its synthesis and degradation. J. Biol. Chem. 276, 16216-16222.
• Gregan J., Kolisek M., Schweyen R.J., 2001. Mitochondrial Mg2+ homeostasis is critical for group II intron splicing in vivo. Genes Dev. 15, 2229-2237.
• Hiromura M., Sakurai H., 2001. Intracellular metal transport protein. Riken Rev. 35,23-25.
• Kapteyn J.C., Hoyer L.L., Hecht J.E., Muller W.H., Andel A., Verkleij A.J., Makarow M., Van den Ende H., Klis F.M., 2000. The celi wali architecture of Candida albicans wild-type cells and celi wall-defective mutants. Mol. Microbiol. 35, 601-611.
• Klis F.M., Mol P., Hellingwerf K., Brul S., 2002. Dynamics of celi wali structure in Saccharomyces cerevisiae. FEMS Microbiol. Rev. 26,239-256.
• Knoop V., Groth-Malonek M., Gebert M., Eifler K., Weyand K., 2005. Transport of magnesium and other divalent cations: evolution of the 2-TM-GxN proteins in the MIT superfamily. Mol. Genet. Genomics 274 (3), 205-216.
• Liu G.J., Martin D.K., Gardner R.C., Ryan P.R., 2002. Large Mg2+ - dependent currents are associated with the increased expression of ALR1 in Saccharomyces cerevisiae. Microbiol. Lett 213 (2), 231-237.
• Lipke P.N., Ovalle R., 1998. Celi wali architecture in yeast: new structure and new challenges. J. Bacteriol. 180, 3735-3740.
• Lo W., Chua H., Lam K.H., 1999. A comparative investigation on the biosorption of lead by filamentous fungal biomass. Chemosphere 39, 2723-2736.
• MacDiarmid C.W., Gardner R.C., 1998. Overexpression of the Saccharomyces cerevisiae magnesium transport system confers resistance to aluminum ion. J. Biol. Chem. 273,1727-1732.
• Orlean P., 1997. Biogenesis of yeast wali and surface components. In: Molecular and cellular biology of the yeast Saccharomyces. Eds J. Pringle, J. Broach, E. Jones. Cold Spring Flarbor Lab. Press, Cold Spring Harbor New York, 229-362.
• Park J.K., Lee J.W., Jung J.Y., 2003. Cadmium uptake capacity of two strains of' Saccharomyces cerevisiae cells. Enzyme Microbiol. Technol. 33(4), 371-378.
• Pastemakiewicz A., Tuszyński T., 1997. Effect of calcium, magnesium, cobalt (U”), and zinc cations on the Saccharomyces cerevisiae growth. Pol. J. FoodNutr. Sci. 47(4), 61-70.
• Rees M., Stewart G., 1997. The effects of increased magnesium and calcium concentration on yeast feimentation performance in high gravity worts. J. Inst. Brew. 103, 287-291.
• Saltukoglu A., Slaughter J.C., 1983. The effect of magnesium and calcium on yeast growth. J. Inst. Brew. 89, 81-83.
• Słaba M., Długoński J., 2002. Mikrobiologiczne odzyskiwanie i usuwanie metali ciężkich [Microbiological heavy metals recovery and removal]. Post. Mikrobiol. 41,2,167-183 [in Polish],
• Thomas K.C., 1980. Effect of pfl on the rate of Candida utilis celi cycle initiation. J. Bacteriol. 144(3), 1193-1196.
• Tuszyński T., Pastemakiewicz A., 1999. Oddziaływanie jonów metali na wzrost drożdży Saccharomyces cerevisiae w zależności od pH podłoża hodowlanego [Interaction of metal ions on the yeast growth Saccharomyces cerevisiae in depending of medium pH], Chem. Inż. Ekol. 6(5-6), 720-728 [in Polish].
• Tuszyński T., Pastemakiewicz A., 2000. Bioaccumulation of metal ions by yeast celi of Saccharomyces cerevisiae. Pol. J. Food Nutr. Sci. 4, 31-39.
• Vaart Van der J.M., Caro L.H.P., Chapman J.W., Klis F.M., Verrips C.T., 1995. Identification of three mannoproteins in celi wali of Saccharomyces cerevisie. J. Bacteriol. 177, 3104-3110.
• Walker G., 1994. The roles of magnesium in biotechnology. Crit. Rev. Biotechnol. 14(4), 311- -354.
• Walker G.M., Maynard A.I., 1996. Magnesium-limited growth of Saccharomyces cerevisiae. Enzyme Microb. Technol. 18,455-459.
• White C., Gadd G.M., 1987. The uptake and cellular distribution of zinc in Saccharomyces cerevisiae. J. Gen. Microbiol. 133, 727-737.