Исследование культур каротинсодержащих дрожжей, выделенных из различных экологических ниш
Выделение и идентификация культуры каротинсодержащих дрожжей из экологических ниш (почва, морская вода). Поддержание культур на универсальных агаризованных средах. Использование для отработки процесса глубинного культивирования жидких питательных сред.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.01.2018 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
7
Размещено на http://www.allbest.ru/
Исследование культур каротинсодержащих дрожжей, выделенных из различных экологических ниш
А.М. Жусупова, С.К. Барбасова, О.А. Тен
Аннотация
Из различных экологических ниш (почва, морская вода) выделены и идентифицированы культуры каротинсодержащих дрожжей. Выделение и поддержание выделенных культур осуществляли на универсальных агаризованных средах, для отработки процесса глубинного культивирования использовали жидкие питательные среды (без добавления агара). По результатам исследования выделенные культуры Rd1, Rd3, Rdv1, Rdv2, Rdv3, Rdi1, Rdr1, Rdb1 идентифицированы как Rhodoturola glutinis.
Основное содержание исследования
Некоторые дрожжи способны синтезировать широкий спектр каротиноидов, обладают способностью в процессе ферментации накапливать достаточное количество биомассы. Эта группа эукариотных микроорганизмов может занять прочные позиции в современной биотехнологии, в том числе и в области микробиологического синтеза каротиноидов [1]. Каротиноиды представляют собой класс пигментов, которые имеют важные биологические функции. В организме человека каротин является предшественником витамина А. Некоторые дрожжи (Cryptococcus, Phaffia, Rhodosporidium, Rhodotorula, Sporidiobolus, и Sporobolomyces) как сообщается, производят каротиноиды [2]. Производство каротиноидов из дрожжей рода Rhodotorula зависит от вида, средне составляющих и условий окружающей среды. Продуктивность микроорганизмов Rhodotorula sp. может быть низкой (менее 100 мкг на 1 г), средней (от 101 до 500 мкг на 1г) и высокой (более 500 мкг на 1 г) [3].
К каротиноидам относятся более 600 пигментов, которые синтезируются в высших растениях, водорослях, бактерияхигрибках. Структура каротиноидов близка к ликопину. Большинство из каротиноидов циклические углеводы, состоящие из 40 атомов углерода [4].
Красные дрожжи, в том числе Rhodotorula sp. способны накапливать не только каротиноиды, но и эргостерин, ненасыщенные жирные кислоты, коэнзим Q10 и другие вещества, которые могут внести вклад в обогащение биомассы. Использование микробной биомассы в комбикормовой промышленности может иметь положительный эффект не только в кормах для животных и рыб из-за высокого содержания физиологически активных веществ, а также может повлиять на питательную ценность и органолептические свойства конечного продукта для питания человека [5].
Цель работы - выделить активные каротинсодержащие дрожжи из объектов внешней среды.
Материалы и методы исследования
Объект исследования - каротинсодержащие дрожжи, выделенные из каштановой почвы Северо - Казахстанской области и морской воды.
Выделение и поддержание выделенных культур осуществляли на универсальных агаризованных средах, для отработки процесса глубинного культивирования использовали жидкие питательные среды (без добавления агара):
Накопительная среда для выделения, г/л: фосфат калия однозамещенного - 6,3; ЭКД - 5,0; сульфат магния семиводный - 7,4; глюкоза - 10,0. Для создания элективных условий в среду добавляли ампициллин 500 ед/л.
Среда Ридер, г/л: фосфат калия однозамещенного - 6,3; сульфат аммония - 2,7; сульфат магния семиводный - 7,4; глюкоза - 55,0; дрожжевой автолизат - 5,0.
Выделение каротинсодержащих дрожжей проводили методом накопительных культур [6].
Для установления семейства, рода, вида, к которому принадлежат выделенные в чистые культуры дрожжей, изучили их морфологические, культуральные и физиологические признаки.
Оценивали рост в жидкой сусло-среде: образование пленки на поверхности среды, адгезию микроорганизмов к стенкам пробирки, формирование осадка в 30-суточной культуре; изучали форму клеток и способ вегетативного размножения в 3-суточной культуре, размеры клеток. Физиолого-биохимические свойства оценивали по ассимиляции источников углерода, температурным границам роста (рост при 25, 30, 60°C), тесту на уреазу (для видовой идентификации дрожжевых грибов) [7].
Для определения каротиноидов использовали спектрофотометрический метод, содержание в-каротина, торулина и торулародина в экстрактах из биомассы дрожжей Rhodoturola glutinis определяли при длинах волн 450 нм, 509 нм, 537 нм [8].
Результаты и обсуждение
Выделили штаммы каротинсодержащих дрожжей из различных природных источников (почва, морская вода). Для выделения использовали накопительную среду. Для создания элективных условий в среды добавляли ампициллин 500 ед/л. Колбы устанавливали на качалке при режиме культивирования: 28°С, 220 об/мин, 96 ч. По истечении срока культивирования была отмечена выраженная пигментация КЖ в колбах, по микроскопии отмечено наличие дрожжевых клеток. При росте визуально отмечено помутнение, биомасса красно-оранжевого цвета. Проведены истощающие рассевы с целью получения отдельных изолятов. Выделили 5 моноизолятов каротинсодержащих дрожжей из почвы, 3 моноизолята из морской воды.
Выделены 5 моноизолятов каротинсодержащих дрожжей из каштановой почвы, 3 моноизолята - из морской воды.
Изучили культурально-морфологические свойства выделенных моноизолятов. Культуры на плотных средах образуют округлые колонии по консистенции слизистые, образуют пигменты, окрашивающие их колонии в различные цвета. Наличие каротиноидных пигментов, придающих колониям красную, розовую, оранжевую или желтую окраску, характерно для дрожжевых микроорганизмов родов Rhodotorula, Sporobolomyces, Cystofilobasidium и др.
При росте на жидких средах дрожжи вызывают равномерное помутнение, образуют осадок, пленку на поверхности среды. Кроме того, дрожжевые культуры способны к адгезии на стенках пробирки на границе питательной среды и воздуха.
Изучены морфологические свойства моноизолятов: клетки круглые, овальные, размер колоний - точечный, край волнистый, цвет колоний красный, розовый, кирпичный, колонии слизистые. Изучаемые изоляты баллистоспоры не образуют. Физиолого-биохимические свойства изучаемых штаммов представлены в таблице 1.
каротинсодержащая культура экологическая ниша
У выделенных моноизолятов микроорганизмов рост наблюдается при температуре от 19-36єС, оптимальной для культивирования является температура от 30°С. Органолептические показатели и физико-химические показатели каротинсодержащих дрожжей определяли по специальным методикам в соответствии с действующим ГОСТом 20083-74 "Дрожжи кормовые. Технические условия". Согласно физиолого-биохимическим характеристикам отнесли выделенные изоляты к роду Rhodotorula. Таким образом, из проб почвы и морской воды были выделены 8 штаммов каротинсодержащих дрожжей, принадлежащие к роду Rhodotorula.
Выделенные штаммы проверили на продуктивность каротиноидов. Для этого провели ферментацию на колбах со средой Ридера. Условия культивирования дрожжевой культуры: температура 30°C, скорость вращения на качалке (180-200 об/мин), 96 часов, рН - 5,5-6,5. Результаты представлены в таблице 2.
Наибольшую продуктивность в-каротина показал штамм каротинсодержащих дрожжей Rhodoturola glutinis Rd1, в-каротин составил 0,36 мкг/мл. Отобранный активный штамм перспективен при разработке кормовой добавки на основе каротинсодержащих дрожжей.
Список литературы
1. Sandman G. Carotenoid Biosynthesis and biotechnological application // Archives of Biochemistry and Biophysics. - 2001. - №1. - PР.4-12.
2. Verwaal, Jing Wang, Meijnen J., Visser H., Sandmann G., van den Berg J. High-Level Production of Beta-Carotene in Saccharomyces cerevisiae by Successive Transformation with Carotenogenic Genes from Xanthophyllomyces dendrorhous // Applied and Environmental Microbiology. - 2007. - № 7. - РP.4342-4350.
3. El-Banna A., Abd El-Razek A., El-Mahdy A. Isolation, Identification and Screening of Carotenoid - Producing Strains of Rhodotorula glutinis. // Food and Nutrition Sciences. - 2012. - № 3. - РР.627-633.
4. El-Banna A., Abd El-Razek A., El-Mahdy A. Some Factors Affecting the Production of Carotenoids by Rhodotorula glutinis glutinis // Food and Nutrition Sciences. - 2012. - №3. - РР.64-71.
5. Ivana Marova, Andrea Haronikov, Sinisa Petrik, Terezie Dvorakova, Emilia Breierova. Production of enriched biomass by red yeasts of sporobolomyces sp. grown on waste substrates // Journal of Microbiology and Biotechnology. - 2012. - № 1 (4). - РP 534-551.
6. Нетрусов А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. Практикум по микробиологии: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. - М.: Изд. центр Академия, 2005. - С.217-320.
7. Бабьева И.П., Голубев В.И. Методы выделения и идентификации дрожжей. - М.: Пищевая промышленность, 1979. - 120 с.
8. Вечер А.Л., Куликова А.Н. Спектрофотометрическое определение содержания каротиноидов в биомассе микроорганизмов / Физиолого-биохимические исследования растений. - Минск, - С.44-54.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История применения дрожжей. Традиционные биохимические процессы, протекающие с применением дрожжей. Дрожжи в современной биотехнологии. Выделение чистых культур дрожжевых грибов. Техника безопасности при работе в лаборатории экологической биотехнологии.
дипломная работа [713,4 K], добавлен 30.11.2010Роль дрожжей в природных экосистемах, перспективы их использования в различных разработках. Морфология и метаболизм дрожжей, вторичные продукты. Методы приготовления препаратов микроорганизмов. Биотехнологии, промышленное использование дрожжей.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 26.05.2009Особенности морфологии и физиологии грибов. Извлечение питательных веществ всей поверхностью тела. Классы плазмидов в зависимости от структуры молекулы и наличия гомологии с мтДНК. Преимущества дрожжей в сравнении с прокариотическими микроорганизмами.
презентация [5,0 M], добавлен 27.03.2014Состав питательных сред для культивирования микроорганизмов. Физиологические функции элементов, используемых для их приготовления. Качественное преимущество промышленных питательных сред. Технология и многостадийный контроль качества их производства.
контрольная работа [27,8 K], добавлен 12.02.2015Значение влажности среды при выращивании ферментов на сыпучих средах. Влияние степени аэрирования культур микроскопических грибов. Воздействие состава среды и длительности культивирования на биосинтез липазы. Способы обработки и выращивания культуры.
презентация [734,7 K], добавлен 19.03.2015Характеристика основных экологических групп грибов и оценка влияния экологических условий на рост микромицетов. Особенности использования микроскопическими грибами источников углерода, исследование роста Aspergillus на различных источниках углерода.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 11.09.2010Культивирование бактерий на питательных средах, выделение чистой культуры возбудителя и ее идентификация. Состав питательной среды, способ посева исследуемого материала. Мультимикротесты для идентификации энтеробактерий; микроскопическое изучение колоний.
презентация [4,3 M], добавлен 11.01.2014История, распространение дрожжевых грибов в природе, их жизненные формы, промышленное использование. Дрожжевая клетка и ее компоненты. Морфология дрожжей, половое размножение и жизненные циклы, дифференциация. Дрожжи как возбудители заболеваний человека.
реферат [61,6 K], добавлен 21.10.2009История получения белка с помощью микроорганизмов. использование высших базидиальных грибов для получения белка кормового, пищевого назначения. Получение белка путем глубинного культивирования на питательных средах. Сохранение и усиление грибного аромата.
реферат [28,9 K], добавлен 13.03.2019Характеристика географии и экологических условий Астраханской области. Состояние изученности насекомых-вредителей ягодных культур и их видовой состав. Эколого-биологическая характеристика насекомых, повреждаемые породы культур и причиняемый ими вред.
курсовая работа [410,7 K], добавлен 23.02.2009Определение понятия апоптоза как процесса самоубийства клетки, служащего у многоклеточных организмов для поддержания постоянного числа клеток и удаления зачаточных органов в эмбриогенезе. Генотипы использованных штаммов дрожжей Saccharomyces cerevisiae.
курсовая работа [814,1 K], добавлен 22.10.2011Химические элементы, входящие в состав живой материи. Синтез микроорганизмами различных ферментов. Физиология и принципы культивирования микроорганизмов. Метаболизмы, дыхание микроогранизмов, краткая характеристика питательных сред, рост и размножение.
реферат [26,1 K], добавлен 21.01.2010Виды носителей для иммобилизации клеток и ферментов. Иммобилизованные культуры и возможность их применения в различных отраслях. Типы реакторов с использованием иммобилизованных культур. Преимущества и недостатки использования иммобилизованных культур.
курсовая работа [365,2 K], добавлен 15.01.2012Периодизация онтогенеза у животных. Морфология дрожжей, особенности строения и химический состав дрожжевой клетки. Гниение, продукты распада белковых веществ. Характеристика гнилостных бактерий. Законы наследования признаков, установленные Г. Менделем.
контрольная работа [188,3 K], добавлен 28.10.2011Изучение морфолого-физиологических свойств чистых культур целлюлозолитических микроорганизмов. Изучение усвоения углеводов: сорбита, сахарозы, маннита, лактозы, мальтазы, глюкозы. Посев на среду Гисса. Методы выделения культуры бактерий из короедов.
реферат [1012,3 K], добавлен 11.03.2012Исследование использования углерода и различных природных веществ микроскопическими грибами. Методы выделения и идентификации плесневых грибов, принципы составления питательных сред для них. Рост микромицетов на различных источниках углеродного питания.
дипломная работа [778,3 K], добавлен 11.09.2010- Идентификация микроводорослей Euglena glacilis и анализ их чувствительности к ингибирующим веществам
Методы выделения чистых культур микроводорослей и способы их идентификации. Выделение чистой культуры Euglena glacilis; рассмотрение способов определения жизнеспособности клеток. Изучить влияния разобщителей дыхания и синтеза АТФ на подвижность клеток.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 24.05.2012 Виды биологически активных веществ. Характеристика продуктов липидной природы, области применения. Микроорганизмы - продуценты липидов, способы их культивирования. Технологическая схема экстракционного выделения биожира из биомассы дрожжей, его стадии.
курсовая работа [86,5 K], добавлен 21.11.2014Биологическая характеристика культур Yersinia enterocolitica. Изучение биохимических особенностей и лизогенности у культур йерсиний выделенных в лечебных учреждениях Чеченской Республики. Изучение морфологии бактерий методом световой микроскопии.
контрольная работа [30,8 K], добавлен 20.11.2014Последовательный рассев штамма на агаризованных средах. Колонии, сохранившие высокие ростовые и биосинтетические параметры. Аминокислоты: аланин, валин и лейцин/изолейцин. Смеси молекул с различным количеством включенных атомов дейтерия.
статья [299,4 K], добавлен 23.10.2006
