Биологические науки/ 6

Биологические науки/ 6. Микробиология

Кудря Н.В.

Национальный университет пищевых технологий

ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ПОДГОТОВКИ ИНОКУЛЯТА НА СИНТЕЗ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕТВ В УСЛОВИЯХ РОСТА NOCARDIA VACCINII ІМВ В-7405 НА СМЕСИ СУБСТРАТОВ

Последнее время микробные поверхностно-активные вещества (ПАВ) стали объектом интенсивных исследований, что обусловлено их уникальными физико-химическими свойствами и преимуществами перед синтетическими аналогами [4]. Микробные ПАВ могут найти широкое практическое применение в природоохранных технологиях, сельском хозяйстве, медицине, а также пищевой промышленности [3]. Одним из подходов к интенсификации их биосинтеза является использование смеси ростовых и неростових субстратов. В литературе отмечается, что культивирование на смешанных субстратах позволяет избежать непроизводительных потерь углерода и энергии и повышает конверсию углерода в биомассу или практически ценные соединения [2].

В предыдущих исследованиях выделено штамм нефтеокисляющих бактерий, идентифицированный как Nocardia vaccinii К-8, способный к синтезу поверхностно-активных веществ на углеводных и неуглеводных субстратах. Штамм К-8 депонирован в Депозитарии микроорганизмов Института микробиологии и вирусологии НАН Украины под номером ІМВ В-7405.

Цель работы - исследовать возможность интенсификации синтеза ПАВ N. vaccinii ІМВ В-7405 на смеси ростовых субстратов.

Как источник углерода и энергии использовали моносубстраты (этанол, гексадекан, глицерин, глюкоза), а также смесь этих субстратов. Концентрация каждого из моносубстратов в смешанном субстрате составила 0,5 и 1,0 % (по объему при использовании этанола, гексадекана и глицерина, масс. % – глюкозы). Моно- и смешанные субстраты, используемые для культивирования штамма ІМВ В-7405, были эквимолярны по углероду.

Установлено, что показатели синтеза ПАВ зависели от природы источника углерода в среде для получения инокулята (таблица).

Синтез ПАВ N. vaccinii ІМВ В-7405 на смешанных субстратах в зависимости от способа подготовки инокулята

Источник углерода в среде для биосинтеза, %	Источник углерода в среде для получения инокулята, %	Показатели синтеза ПАВ
Источник углерода в среде для биосинтеза, %	Источник углерода в среде для получения инокулята, %	ПАР^*	Е₂₄, %
Гексадекан, 1,0 + глицерин, 1,0	Гексадекан, 0,5	2,9 ± 0,15	51 ± 2,6
	Глицерин, 0,5	4,6 ± 0,23	57 ± 2,9
	Гексадекан, 0,25 + глицерин 0,25	4,8 ± 0,24	57 ± 2,9
Гексадекан, 1,0	Гексадекан 0,5	1,8 ± 0,09	51 ± 2,6
Глицерин, 2,4	Глицерин 0,5	2,3 ± 0,12	62 ± 3,1
Этанол, 1,0 + Глюкоза, 1,0	Этанол, 0,5	0,7 ± 0,04	52 ± 2,6
	Глюкоза, 0,5	2,5 ± 0,13	52 ± 2,6
	Этанол, 0,25 + Глюкоза 0,25	4,0 ± 0,2	65 ± 3,3
Этанол,1,96	Этанол 0,5	1,8 ± 0,09	43 ± 2,2
Глюкоза, 2,44	Глюкоза 0,5	1,7 ± 0,09	51 ± 2,6
Глицерин, 1,0 + Глюкоза, 1,0	Глицерин, 0,5	1,2 ± 0,06	64 ± 3,2
	Глюкоза, 0,5	1,9 ± 0,1	64 ± 3,2
	Глицерин, 0,25 + Глюкоза 0,25	3,4 ± 0,17	64 ± 3,2
Глицерин, 1,8	Глицерин 0,5	2,8 ± 0,14	57 ± 2,9
Глюкоза, 2,2	Глюкоза 0,5	1,1 ± 0,06	65 ± 3,3

В случае культивирования штамма ІМВ В-7405 на смеси гексадекана и глицерина (1,0 %) значение условной концентрации ПАВ (ПАВ*) повышалось в 2,1–2,7 раз по сравнению с показателями на соответствующих моносубстратах. При этом максимальные значения ПАВ* наблюдались при использовании инокулята, выращенного на смеси субстратов и глицерине. Отметим, что независимо от способа подготовки посевного материала индекс эмульгирования практически не изменялся.

В отличие от культивирования на смеси гексадекана и глицерина, при выращивании N. vaccinii ІМВ В-7405 на среде с этанолом и глюкозой, а также глицерином и глюкозой максимальные показатели синтеза ПАВ наблюдались только в случае использования посевного материала, выращенного на соответствующих смешанных субстратах. При этом значение ПАВ* повышалось в 1,2–3,1 раза по сравнению с выращиванием N. vaccinii ІМВ В-7405 на моносубстратах (таблица).

Полученные результаты подтверждают эффективность использования смеси ростовых субстратов для получения поверхностно-активных веществ N. vaccinii ІМВ В-7405.

Литература:

1. Пирог Т.П., Манжула Н.А. Штам бактерій Nocardia vaccinii К-8 як потенційний продуцент поверхнево-активних речовин // Харчова промисловість. – 2008. – № 7. – С. 29–32.

2. Підгорський В.С., Іутинська Г.О., Пирог Т.П. Інтенсифікація технологій мікробного синтезу: Монографія. – Київ: Наукова думка, 2010. – 327 с.

3. Kalyani R., Bishwambhar M, Suneetha V. Recent potential usage of surfactant from microbial origin in pharmaceutical and biomedical arena: a perspective// Int. Res. J. Pharm. – 2011. Vol. 2. № 8. P. 11–15.

4. Makkar R. S., Cameotra S. S., Banat I. M. Advances in utilization of renewable substrates for biosurfactant production // AMB Express – 2011. – Vol. 1, № 5 – P. 2191–0855.