Selekcja szczepów drożdży z rodzajów Candida oraz Cryptococcus w kierunku biosyntezy zewnątrzkomórkowych polimerów w podłożach z sacharozą

• Autorzy: Gientka I. , Kot A. M. , Blazejak S.

Warianty tytułu

EN

Selection from Candida and Cryptococcus yeast strains the producer of extracellular polymers in medium containing sucrose

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań było wyselekcjonowanie najlepszego producenta zewnątrzkomórkowych polimerów spośród wybranych szczepów drożdży z rodzajów Candida oraz Cryptococcus. Hodowle prowadzono na wytrząsarce w temperaturze 28°C, w podłożach: mineralnym – MS oraz zawierającym organiczne źródła azotu – YPS. Źródłem węgla była sacharoza w stężeniu 5%. W trakcie hodowli oznaczano zawartość polimerów zewnątrzkomórkowych metodą precypitacji z etanolem, pH oraz plon biomasy. W podłożach doświadczalnych wszystkie szczepy wykazały zdolność wzrostu. Plon biomasy szczepów był istotnie większy z podłoży YPS. Badane szczepy wytworzyły polimery zewnątrzkomórkowe, przy czym ich zawartość zależała od szczepu, rodzaju podłoża oraz czasu hodowli. Wszystkie szczepy wytworzyły więcej egzopolimerów w podłożu mineralnym i jednocześnie istotnie obniżyły kwasowość czynną podłoża. Hodowle badanych drożdży w podłożu zawierającym organiczne źródła azotu charakteryzowały się większym plonem biomasy, ale niską zawartością EPS. Czas hodowli istotnie wpływał na ilość wytworzonych egzopolimerów. Jako najlepszych producentów zewnątrzkomórkowych polimerów w podłożu z sacharozą wyselekcjonowano dwa szczepy: Candida guilliermondii 1 oraz Candida famata.

EN

Extracellular polymers produce yeasts from genera of Lipomyces, Pichia, Candida, Cryptococcus, Rhodotorula and Sporobolomyces. Aqueous solutions of these exopolymers are characterized by high viscosity and pseudoplasticity, which creates the possibility of their use in the food, pharmaceutical or cosmetic industry. Some of extracellular polysaccharides from Rhodotorula or Pichia yeast have an antioxidant, antivirus and anticancer characteristics. In addition, extracellular mannans produced by R. glutinis can be useful as an immunoreactive antigens in serological diagnostics. The aim of the study was to select the best producer of extracellular polymers from yeast from Candida and Cryptococcus yeast strains. The cultures were performed on a shaker appropriate at 200 rpm at 28°C. Two medias was used: mineral medium MS containing ammonium sulfate and YPS containing peptone as sources of nitrogen. Sucrose at a concentration of 5% was the carbon source in both media. During the incubation the content of the extracellular polymer was determined by precipitation with ethanol, and the pH of the biomass yield. All strains have been shown to the growth in the experimental media. The biomass yield of all strains were signifi cantly higher in YPS medium. The presence of easily digestible organic source of nitrogen in the form of peptone and vitamins as an yeast extract should be regarded as the reason of the improved growth of the cells in YPS medium. Candida and Cryptococcus strains produced extracellular polymers, wherein contents of exopolymers dependent on the strain, the type of substrate and the time of culture. All strains produced signifi cantly more exopolymers in mineral medium (from 0.038 to 1.64 g·dm–3 during 48 h) than in medium with peptone (max. 0,976 g·dm–3). The maximum productivity of biomass in YPS medium was 0.167 while in the MS medium 0.463. The productivity of the best producers biomass was 3 and 4-fold higher in MS medium. The organic nitrogen sources should be considered as unfavorable substrate to the synthesis of EPS. A signifi cant decrease of pH during cultivation in the mineral medium was observed. Depending on the strain initial pH value of 5.6 was reduced to 2.01–2.64. However, during the cultivation in a medium with peptone and yeast extract, there was no strong acidifi cation of the environment. The best producers of extracellular polymers were Candida guilliermondii 1 and Candida famata strains. After 72 hours of culturing in one liter of mineral medium respectively produced 1.94 and 1.67 g of EPS.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2014
• Tom: 577
• Opis fizyczny: s.33-41,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

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

Kot A. M.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Warszawa

autor

Blazejak S.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Warszawa

Bibliografia

• Badel S., Laroche C., Gardarin C., Petit E., Bernardi T., Michaud P., 2011. A new method to screen polysaccharide cleavage enzymes. Enz. Microb. Technol. 48, 248–252.
• Basche M., Gustafson D.L., Holden S.N., O’Bryant C.L., Gore L., Witta S., Schultz M.K., Morrow M., Levin A., Creese B.R., Kangas M., Roberts K., Nguyen T., Davis K., Addison R.S., Moore J.C., Eckhardt S.G., 2006. A phase I: Biological and pharmacological study of the heparanase inhibitor PI-88 in patients with advanced solid tumors. Clin. Cancer Res. 12, 5471–5480.
• Bélafi-Bakó K., Kovács F., Gubicza L., Hancsók J., 2002. Enzymatic biodiesel production from sunflower oil by Candida antarctica lipase in a solvent-free system. Biocatal. Biotrans. 20, 437–439.
• Breierova E., Hromadkova Z., Stratilova E., Sasinkova V., Ebringerova A., 2005. Effect of salt stress on the production and properties of extracellular polysaccharides produced by Cryptococcus laurentii. Verlag der Zeitschrift fur Naturforschung, Tubingen 60c, 444–450.
• Chiura H., Iizuka M., Yamamoto T., 1982. A glucomannan as an extracellular product of Candida utilis. I. Production and characterization of a glucomannan Agric Biol. Chem. 46 (7), 1723–1731.
• Cho D.H., Chae H.J., Kim E.Y., 2001. Synthesis and characterization of a novel extracellular polysaccharide by Rhodotorula glutinis. Appl. Biochem. Biotechnol. 95 (3), 183–193.
• European Patent. 1993. A fermentation process for riboflavin-producing organisms. EP 0539507 A1.
• Gientka I., Klusek E., 2013. Kefir jako źródło drożdży tolerujących duże stężenia etanolu. ZPPNR 575, 43–51.
• Gientka I., Madejska A., 2013. Ocena przydatności szczepów drożdży wyizolowanych z kefirów do syntezy polimerów zewnątrzkomórkowych. ZPPNR 574, 19–27.
• Grigorova D., Pavlova K., Panchev I., 1999. Preparation and preliminary characterization of exopolysaccharides by yeast Rhodotorula acheniorum MC. Appl. Biochem. Biotechnol. 81 (3), 181–191.
• Ibrahim G.S., Mahmoud M.G., Asker M.M.S., Ghazy E.A., 2012. Production and biological evaluation of exopolysaccharides from isolated Rhodotorula glutinis. Austral J. Basic Appl. Sci 6 (3), 401–408.
• Khachigian L.M., Parish C.R., 2004. Phosphomannopentaose sulfate (PI-88): Heparan sulfate mimetic with clinical potential in multiple vascular pathologies. Cardiovasc. Drug Rev. 22 (1), 1–6.
• Krzyczkowska J., Stolarzewicz I., Ballok D., Białecka-Florjańczyk E., 2008. Wpływ modyfikacji pożywki na biokatalityczne właściwości drożdży. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 5 (60), 299–306.
• Kuncheva M., Pavlova K., Panchev I., Dobreva S., 2007. Emulsifying power of mannan and glucomannan produced by yeast. Int. J. Cosmetic Sci. 29, 377–384.
• Kwon H.K., Woo S.H., Park J.M., 2002. Degradation of tetracyanonickelate (II) by Cryptococcus humicolus MCN2. FEMS Microbiol Lett. 214 (2), 211–216.
• Matsuo K., Isogai E., Araki Y., 2000. Utilization of exocellular mannan from Rhodotorula glutinis as an immunoreactive antigen in diagnosis of leptospirosis. J. Clin Microb. 38 (10), 3750–3754.
• Mulligan C.N., 2005. Environmental applications for biosurfactants. Environ. Poll. 133, 183–198.
• Pavlova K., Koleva L., Krachanova M., Panchev I., 2004. Production and characterization of an exopolysaccharide by yeast. World J. Microbiol. Biotechnol. 20 (4), 435–439.
• Pavlova K., Panchev I., Hristozova T.S., 2005. Physico-chemical characterization of exomannan from Rhodotorula acheniorum MC. World J. Microbiol. Biotechnol. 21 (3), 279–283.
• Pavlova K., Panchev I., Krachanova M., Gocheva M., 2009. Production of an exopolysaccharides by antarctic yeast. Folia Microbiol. 54 (4), 343–548.
• Poli A., Anzelmo G., Tommonaro G., Pavlova K., Casaburi A., Nicolaus B., 2010. Production and chemical characterization of an exopolysaccharide synthesized by psychrophilic yeast strain Sporobolomyces salmonicolor AL1 isolated from Livingston Island, Antarctica. Folia Microbiol. 55 (6), 576–581.
• Rusinova-Videva S., Pavlova K., Georgieva K., 2011. Effect of different carbon sources on biosynthesis of exopolysaccharides from Antarctic strain Cryptococcus laurentii AL62. Biotechnol. Biotechnol. Equip. 25, 80–84.
• Van Bogaert I.N.A., De Maeseneire S.L., Vandamme E.J., 2009. Extracellular polysaccharides produced by yeasts and yeast-like fungi (Chapter 29). W: Satyanarayana T., Kunze G.: Yeast Biotechnology: Diversity and Applications. Springer Science + Business Media B.V. Watanabe Y., Shimada Y., Sugihara A., Noda H., Fukuda H., Tominaga Y., 2000. Continuous production of biodiesel fuel from vegetable oil using immobilized Candida antarctica lipase. J. Am. Oil Chem. Soc. 77, 355–360.
• Witthuhn R.C., Schoeman T., Britz T.J., 2005. Characterization of the microbial population at different stages of kefir production and kefir grain mass cultivation. Int. Dairy J. 15 (4), 383–389.