Штамм дрожжей LIромYсеS SтаRкеYI - источник липидов Советский патент 1990 года по МПК C12N1/16 C12P7/64 C12N1/16 C12R1/00 

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается нового штамма, используемого для получения липидов на средах с оттеком ксилита, которые могут быть использованы при получении биологически активных препаратов для сельскохозяйственных животных и птицы.

Целью изобретения является получение нового штамма дрожжей, содержащего более высокое колииество липидов при высокой степени конверсии источника углерода.

В качестве источника липидов используется новый.штамм Lipomyces starkeyi OK-29 (ВКПМ У-715), отличающийся повышенным синтезом липидов на средах, содержащих в качестве источника углерода многоатомные спирты; составляющие углеродсодержа- щую основу оттека ксилита.

Получен нетоксичной штамм дрожжей, обладающий уникальным свойством синтезировать биомассу с высоким содержанием липидов на отходе производства ксилита - оттеке, в состав которого

1C

4ь СО

входит смесь полиолов, доминирующим компонентом которой является ксилит.

Состав углеродсодержащей части оттека ксипита следующий, %: глицерин ,87; эритрит А,21-, арабит 15,75-19,50, ксилит 59,37-62,8А; дульцит 0,29-1, сорбит 11,82- 16,02 (в настоящее время субстрат не находит должного применения и накапливается на предприятиях).

Штамм Lipomyces starkeyi OK-29 получен методом многоступенчатой селекции из музейного штамма Lipomyces starkeyi BKM-219, который является лучшим из 102 музейных штаммов, проверенных на способность к росту и липидообразованию на средах с оттеко ксилита (табл.1 и 2).

Способность к утилизации оттека различных видов дрожжей приведена в табл.1о

Как показано в табл.1, не все исследованные штаммы способны утилизировать смесь многоатомных спиртов. Наибольшее количество таких культур обнаружено среди pp. Candida Crypto- coccus, Torulopsis, Debaryomyces, где они составляют 60-65% от числа исследованных штаммов. Способность к утилизации оттека у представителей других родов .выражена слабее.

Исследование накопления биомассы и липидов отобранными дрожжами показывает значительный разброс в значениях этих показателей даже у представителей одного рода„ Самый высокий уровень накопления ,,ипидов отмечен ; у дрожжей Candida sp., Cryptococcus зр„, Lipomyces sp. Однако стабильнос липидообразования наблюдается только у отдельных штаммов p. Lipomyces и у Lipomyces starkeyi BKM-219.

Данные роста и липидообразования дрожжей на среде с оттеком приведены в табл.2.

Полученный штамм депонирован во Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмов института ВНИИГене- тика под номером ВКПМ У-715.

Штамм получают следующим образом.

Дрожжи L. starkeyi BKM-219 рассевают на агаризованную среду следующего состава, г/л: оттек 50; (NH4)aHF0 0,2; 2,0; MgS040,1; KaS04 0,2; Cad, 0,1; агар-агар 3%. В наиболее крупных колониях визуально (методом микроскопирования с предварительным окрашиванием клеток красите0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

лем)определяют наличие липидов.Отобранные варианты проверяют на способность к росту и липидообразованию в условиях глубинного культивирования, которое проводят в колбах Эрленмейера емкостью 250 мл с 100 мл среды указанного состава на качалке (220 об/ /мин) в течение 5 сут при 28°С. После многократных рассевов и анализа лучших вариантов отобран штамм Lipomyces starkeyi OK-29.

Культура Lipomyces starkeyi OK-29 хранится в музее культур ВНИИ микробиологических производств, а также в коллекции промышленных микроорганизмов ВНИИГенетика. Условия хранения: культура хранится на агаризо- ванном сусле (6-7°Б, 3% агар-агара) при рН 5-6 и температуре -5°С. Пересев производится 1-2 раза в год. При хранении в течение.одного года уровень биосинтетической активности не изменяется.

Штамм дрожжей Lipomyces starkeyi OK-29 имеет следующую характеристику.

Морфолого-культуральные свойства.

Рост в жидком сусле: у недельной культуры клетки имеют круглую или овальную форму некоторые почкующиеся , в клетках присутствуют одна или несколько капель жира. Круглые клетки имеют размер -10ц в диаметре, овальные - С+-7)х( ,6-8,5) н« Культура образует плотный осадок.

Рост на сусло-агаре: у недельной культуры клетки круглые или овальные, крупные. Круглые клетки имеют размер -10р в диаметре, овальные - (,5)х х() р. После месяца выращивания на скошенном агаре биомасса имеет светло-бежевый цвет, матовую поверхность и вязкую консистенцию. Отдельная колония имеет гладкую матовую поверхность, профиль выпуклый, край ровный.

Рост культуры на пластинках с картофельным агаром: мицелий или псевдо- мицелйй не образует„

Образование аскоспор: аскоспоры образует.

Лизиолого-биохимимеские признаки. Штамм непатогенен, нетоксичен, так как получен из исходного нетоксичного штамма Lipomyces starkeyi BKM-219 без применения мутагенных Факторов.

Отношение к киспороду: аэроб.

Отношение к рН: растет в широких пределах рН от 3,0 до 7,0 с оптимумом 5,0-5,5.

Отношение к температуре: оптимум для роста 28-30°С, максимум - 36°С.

Брожение Сахаров: сахара не сбраживает.

Ассимиляция источников углерода: глюкоза + инулин + галактиол + галактоза + растворимый Д-маннитол + L-сорбоза + крахмал + Д-глюцитол + мальтоза + D-ксилоза + L-метил-Д- сахароза + этанол + глюкозид + трегалоза + глицерол + Д,Ь-молочная мелибиоза + эритритол + кислота П р и м е р 2. Культивирование дрожжей осуществляют в условиях и на среде, аналогичной примеру 1, но содержание источника углерода рафиноза + рибитол +

Дополнительно проверенные источни- is оттека, составляет 6% (по содержанию ки углерода: ксилитол +, сорбитол +, полиолов). Выход липидов при этом арабитол +.

Ассимиляция нитратов: не ассимилируют.

составляет 12,9 г/л, а биомассы 25,1 г/л.

П р и м е р 3. Культивирование

хорошим качественным составом и высокой степенью ненасыщенности, что приближает -их к природным маслам (табл.3).

Высокое содержание ненасыщенных жирных кислот является отличительной особенностью липидов, полученных при выращивании штамма на среде с оттеком ксилита.

П р и м е р 2. Культивирование дрожжей осуществляют в условиях и на среде, аналогичной примеру 1, но содержание источника углерода оттека, составляет 6% (по содержан полиолов). Выход липидов при этом

составляет 12,9 г/л, а биомассы 25,1 г/л.

П р и м е р 3. Культивирование

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается нового штамма дрожжей, используемого для получения липидов на средах с оттеком ксилита, которые могут быть использованы при получении кормовых препаратов. Целью изобретения является получение нового штамма дрожжей, содержащего более высокое количество липидов при высокой степени конверсии источника углерода. Штамм ZIPOMYCES STARKEYI ОК - 29 (ВКПМ Y- 715) получен из музейного штамма LIPOMYCES STARKEYI ВКМ-219 путем многократного рассева на средах с оттеком ксилита с последующим отбором наиболее активных вариантов. С целью достижения высокого выхода липидов штамм культивируют на среде с минеральными солями при PH 5,0 - 5,5 и температуре 26 - 28°С. В качестве единственного источника углерода используют отход производства ксилита-оттек, представляющий собой смесь многоатомных спиртов, деминирующим компонентом которой является ксилит. В результате культивирования нового штамма дрожжей на указанной среде выход липидов достигает 17,6 г/л. 6 табл.

Рост на витаминдефицитной среде 20 положительный.

Р.ост на агаризованной среде с 50% глюкозы и дрожжевым экстрактом отсутствует.

П р и м е р 1. Для культивирова- 25 время ферментации 8 ч. В условиях ния дрожжей готовят среду следующего интенсивной аэрации выход биомассы

дрожжей осуществляют в лабораторных ферментерах (емкостью 3 л) с принуд тельной аэрацией. Состав среды анал гичен примеру 2. Интенсивность аэра ции 6,0 л/мин, температура 28-30°С

состава, г/л: ( 0,2; 2,0; MgS040,1; CaCl 0,1. В качестве источника углерода используют оттек ксилита в количестве h% по сумме полиолов. Исходное значение рН ,,0. Срезу разливают в конические колбы емкостью 0,5 л по 200 мл и стерилизуют при 3/ атм в течение 30 мин. В качестве посевного материала используют двухсуточную культуру дрожжей, выращенную на среде того же состава при тех же условиях культивирования, которую вносят в количестве 1% от суммы полиолов среды.

Колбы помещают на качалку с 220 об/мин при 28°С. Время культивирования 5 сут. По окончании процесса выращивания биомассу дрожжей отделяют центрифугированием. В ней определяют содержание липидов и их жирнокислот- ный состав.

Выход биомассы определяют весовым методом, Липиды экстрагируют серным эфиром после предварительного гидролиза биомассы 10%-ной соляной кислотой. Содержание многоатомных спиртов в среде определяют колориметрически. Жирно-кислотный состав липидов определяют методом ГКХ (табл.3).

При культивировании в указанных условиях выход биомассы составляет 17, г/л. Выход липидов при этом равен 8,k г/л. Липиды характеризуются

дрожжей осуществляют в лабораторных ферментерах (емкостью 3 л) с принудительной аэрацией. Состав среды аналогичен примеру 2. Интенсивность аэрации 6,0 л/мин, температура 28-30°С,

0

0

5

составляет 29,9 г/л, а липидов 17,6 г/л. Таким образом, достаточное снабжение культуры кислородом позволяет увеличить эффективность процесса и сократить время ферментации.

П р и м е р . Для культивирования дрожжей используют питательную среду следующего состава, г/л: 5 (NH4)4HP04 0,2; Ш4Н4Р04,0, содержание оттека по сумме полиолов k%. Условия культивирования аналогичны примеру 1. Выход липидов при использовании модифицированной с целью удешевления среды составляет 8,1 г/л, а биомассы 16,5 г/л. Штамм, полученный по примеру k может расти на минимальной среде, в состав которой входят лишь соли азота.

П р и м е р 5. Культивирование дрожжей осуществляют аналогично примеру 1, но в белковом режиме, т.е. концентрация оттека составляет 2% (по сумме полиолов) вместо %. Полученная биомасса (8,6 г/л) содержит 3,9% липидов и 25,1% протеина.

С помощью предлагаемого штамма, полученного по примеру 5 возможно получение не только липидов,- но и белково-липидных биомасс за счет изменения соотношения C:N в среде.

Выход липидов и биомассы дрожжей при использовании различных источников углерода представлен в табл.Д,

5

0

а рост и липидообразование дрожжей Lipomyces starkeyi OK-29 на средах с оттеком ксилита - в табл.5.

Сумма ненасыщенных жирных

кислот67,37

Сумма насыщенных жирных

кислот32,63

Формула изобретения

Штамм дрожжей Lipomyces starkeyi ВКПМ У-715 источник липидов.

Т а б л и ц а 1

ТаблицаЗ

Rhodotorula

glutinis8,8 1,25 8,0 1,Л 8, 1,2 8,1 1,5

Lipomyces

starkeyi OK-29 13,5 6,72 ,7 5,81 13,8 6,28 13,9 5,12

Составитель З.Фалунина Редактор И.Дербак Техред л.Олийнык Корректор И.Муска

Заказ 263

Тираж 92

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. k/b

Таблица

Таблица 5

Подписное