Wpływ Spanu 20 na produkcję erytrytolu z glicerolu odpadowego przez drożdże Yarrowia lipolytica

• Autorzy: Rakicka M.

Warianty tytułu

EN

The effect of Span 20 addition on erythritol production from crude glycerol by Yarrowia lipolytica

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dodanie związków powierzchniowo czynnych do podłoży hodowlanych zwiększa przepuszczalność błon komórkowych u bakterii, drożdży i grzybów strzępkowych, przez co wzrasta sekrecja metabolitów zewnątrzkomórkowych. Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu Spanu 20 na wydajność i dynamikę produkcji erytrytolu z glicerolu odpadowego przez szczep Y. lipolytica Wratislavia K1 w hodowli okresowej zasilanej. Dodanie Spanu 20 do hodowli, w której całkowite stężenie glicerolu wynosiło 300 g∙dm-3, spowodowało wzrost produkcji erytrytolu o około 10% w stosunku do hodowli bez surfaktanta. W obecności Spanu 20 drożdże produkowały 166 g∙dm-3 erytrytolu, przy objętościowej szybkości i wydajności produkcji erytrytolu równych odpowiednio 1,14 g∙dm-3∙h-1 i 0,55 g∙g-1. Prezentowane wyniki sugerują, że Span 20 może być zastosowany w przemysłowej produkcji erytrytolu.

EN

The addition of various surfactants to the culture media increases the permeability of cell membranes in bacteria, yeast and filamentous fungi, thereby increasing the secretion of extracellular metabolites. The aim of this study was to evaluate the effect of Span 20 on erythritol production yield and the productivity of erythritol from crude glycerol by Yarowia lipolytica Wratislavia K1 in fed-batch culture. The addition of Span 20 to the culture media with crude glycerol as a carbon source (300 g∙dm-3) caused about 10% increase in erythritol production, compared to the culture without surfactant. In the presence of Span 20 the yeast produced 166 g∙dm-3 of erythritol, which corresponded to a productivity of 1.14 g∙dm-3∙h-1 and a yield of 0.55 g∙g-1. The results of our study shown, that Span 20 may be use as a stimulating agent of erythritol production in an industrial scale. Moreover, Span 20 is cheap, non-toxic and well tolerated by organisms.

Słowa kluczowe

PL

drozdze; Yarrowia lipolytica; erytrytol; glicerol; produkty odpadowe; podloza hodowlane; substancje powierzchniowo czynne; Span 20

EN

yeast; Yarrowia lipolytica; erythritol; glycerol; waste product; culture medium; surfactant; preparat Span 20

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Biotechnologia
• Rocznik: 2013
• Tom: 12
• Numer: 4
• Opis fizyczny: s.15-23,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Rakicka M.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul.Chełmońskiego 37/41,51-630 Wrocław

Bibliografia

• Aoki M., Pastore G., Park Y., 1993. Microbial transformation of sucrose and glucose to erythritol. Biotechnol. Lett., 15 (4), 383-388.
• Bernt W., Borzelleca J., Flamm G., Munro I., 1996. Erythritol: a review of biological and toxico- logical studies. Reg. Toxicol. Pharmacol., 24, 191-197.
• Burschapers J., Schustolla D., Schugerl K., Roper H., de Troostembergh J.C., 2002. Engineering aspects of the production of sugar alcohols with the osmophilic yeastMoniliella tomentosa var pollinis. Part I. Batch and fed-batch operation in stirred tank. Process Biochem., 38, 497-506.
• Hajny G., Smith J., Garver J., 1964. Erythritol production by a yeastlike fungus. Appl. Microbiol., 12 (3), 257-261.
• Ishizuka H., Wako K., Kasumia T., Sasaki T., 1989. Breeding of a mutant ofAureobasidium sp. with high erythritol production. J. Ferment. Bioengineer., 68, 310-314.
• Janicki S., Fiebig A., 1996. Farmacja Stosowana. Wyd. Lek. PZWL Warszawa.
• Jeya M., Lee K.M., Tiwari M.K., Kim J.S., Gunasekaran P., Kim S.Y., Kim I.W., Lee J.K., 2009. Isolation of a novel high erythritol-producing Pseudozyma tsukubaensis and scale-up of erythritol fermentation to industrial level. Appl. Microbiol. Biotechnol., 83, 225-231.
• Kim K.A., Noh B.S., Lee J.K., Kim S.Y., Park Y.C., Oh D.K, 2000. Optimization of culture condi­tions for erythritol production by Torula sp. J. Microbiol. Biotechnol., 10, 69-74.
• Kim S.W., Seo W.T., Park Y.H., 1997. Enhanced synthesis of trisporic acid and P-carotene produc­tion in Blakeslea trispora by addition of a non-ionic surfactant, Span 20. J. Fermentat. Bioen- gineer., 84, 330-332.
• Kim S.Y., Lee K.H., Kim J.H., Oh D.K., 1997. Erythritol production by controlling osmotic pres­sure in Trigonopsis variabilis. Biotechnol. Lett., 19 (8), 727-729.
• Kohl E.S., Lee T.H., Lee D.Y., Kim H.J., Ryu Y.W., Seo J.H., 2003. Scale - up of erythritol produc­tion by an osmophilic mutant of Candida magnolia. Biotechnol. Lett., 25, 2103-2105.
• Lee J.K., Ha S.J., Kim S.Y., Oh D.K., 2000. Increased erythritol production in Torula sp. by Mn2+ and Cu2+. Biotechnol. Lett., 22, 983-986.
• Lin S.J., Wena C.Y., Wang P.M., Huang J.C., Wei C.L., Chang J.W., Chu W.S., 2010. High-level production of erythritol by mutants of osmophilic Moniliella sp. Process Biochem., 45, 973­979.
• Mirończuk A.M., Furgała J., Rakicka M., Rymowicz W., 2014. Enhanced production of erythritol by Yarrowia lipolytica on glycerol in repeated batch cultures. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 41, 57-64.
• Mitsubishi, Nikken, 1996. Private communication from Mitsubishi Chemical Corp. and Nikken Chemical Co.
• Moon H.J., Jeya M., Kim I.W., Lee J.K., 2010. Biotechnological production of erythritol and its applications. Appl. Microbiol. Biotechnol., 86, 1017-1025.
• Musiał I., Rymowicz W., Witkowska D., 2006. Effect of Span 20 concentration on oxalic acid pro­duction from post-refining fatty acids by Aspergillus niger XP. Chem. Pap., 60, 388-390.
• Nishikawa Y., Kawata Y., Nagat J., 1993. Effect of Triton X-100 on catalase production by Asper­gillus terreus IFO6123. J Ferment. Bioengineer., 76, 235-236.
• Oh D.K., Cho C.H., Lee J.K., Kim S.Y., 2001. Increased erythritol production in fed-batch cultures of Torula sp. by controlling glucose concentration. J. Ind. Microbiol. Biotech., 26, 248-252.
• Papanikolaou S., Fakas S., Fick M., Chevalot I., Galiotou-Panayotou M., Komaitis M., Marc I., Ag- gelis G., 2008. Biotechnological valorisation of raw glycerol discharged after bio-diesel (fatty acid methyl esters) manufacturing process: Production of 1,3-propanediol, citric acid and single cell oil. Biomass Bioenergy, 32, 60-71.
• Park J., Seo B., Kim J., Park Y., 1998. Production of erythritol in fed-batch cultures of Trichosporon sp. J. Gen. Appl. Microbiol., 86, 577-580.
• Rybacki E., Stożek T., 1980. Substancje pomocnicze w technologii postaci leku. Tom 7. Wyd. Lek. PZWL Warszawa.
• Rymowicz W., Rywińska A., Gładkowski W., 2008. Simultaneous production of citric acid and erythritol from crude glycerol by Yarrowia lipolytica Wratislavia K1. Chem. Pap., 62, 239­246.
• Rymowicz W., Rywińska A., Marcinkiewicz M., 2009. High-yield production of erythritol from raw glycerol in fed-batch cultures of Yarrowia lipolytica. Biotechnol. Lett., 31, 377-380.
• Rywińska A., Bąk M., Rakicka M., Tomaszewska L., Boruczkowski T., Lazar Z., Musiał I., Rymo­wicz W., 2012. Selekcja UV mutantów drożdży Yarrowia lipolytica do biosyntezy erytrytolu z glicerolu, Acta Sci. Pol. Biotechnol., 11 (3), 23-38.
• Ryu Y.W., Park C.Y., Park J.B., Kim S.Y., Seo J.H., 2000. Optimization of erythritol production by Candida magnoliae in fed-batch culture. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 25, 100-103.
• Rywińska A., Juszczyk .P, Wojtatowicz M., Robak M., Lazar Z., Tomaszewska L., Rymowicz W., 2013. Glycerol as a promising substrate for Yarrowia lipolytica biotechnological applications. Biomass Bioenergy, 48, 148-166.
• Savergave L.S., Gadre R.V., Vaidya B.K., Narayanan K., 2011. Strain improvement and statistical media optimization for enhanced erythritol production with minimal by-products from Candida magnoliae mutant R23. Biochem. Eng. J., 55 (2), 92-100.
• Shindou T., Sasaki Y., Miki H., Hagiwara K., Ichikawa T., 1988a. Determination of erythritol in fermentem foods by high performance liquid chromatography. Shokuhin Eiseigaku Zasshi, 29 (6), 419-422.
• Tomaszewska L., Rywińska A., Gładkowski W., 2012. Production of erythritol and mannitol by Yarrowia lipolytica yeast in media containing glycerol. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 39, 1333-1343.