Modelarea biosintezei β-glucanilor la levuri prin aplicarea unor factori fizico-chimici
Închide
Articolul precedent
Articolul urmator
469 1
Ultima descărcare din IBN:
2023-02-27 18:25
SM ISO690:2012
CHISELIŢA, Natalia, USATÎI, Agafia. Modelarea biosintezei β-glucanilor la levuri prin aplicarea unor factori fizico-chimici. In: Integrare prin cercetare şi inovare.: Ştiinţe ale naturii. Ştiinţe exacte , 10-11 noiembrie 2014, Chișinău. Chisinau, Republica Moldova: Universitatea de Stat din Moldova, 2014, R, SNE, pp. 31-34.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Integrare prin cercetare şi inovare.
R, SNE, 2014
Conferința "Integrare prin cercetare şi inovare"
Chișinău, Moldova, 10-11 noiembrie 2014

Modelarea biosintezei β-glucanilor la levuri prin aplicarea unor factori fizico-chimici


Pag. 31-34

Chiseliţa Natalia, Usatîi Agafia
 
Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al AŞM
 
 
Disponibil în IBN: 7 aprilie 2020


Rezumat

O sursă importantă de β-glucani, polimeri ai glucozei cu proprietăți imunogene, anticancerigene, antioxidante este peretele celular al Saccharomyces cerevisiae, care reprezintă până la 20-30% din masa celulei uscate [3]. Glucanii intră în structura stratului interior al peretelui celular şi apar ca lanțuri lungi cu cca 1500 de reziduuri de β-(1-3) şi β-(1-6) glucoză. Biosinteza β-glucanilor fiind determinată de particularităţile fiziologice ale microorganismelor, variază de la o tulpină la alta. O soluţie a problemei de sporire a producerii maximale de β-glucani constă în selectarea condiţiilor optime de cultivare, eficacitatea utilizării acestora fiind confirmată de numeroase rezultate experimentale obţinute de cercetători. Scopul cercetărilor expuse în lucrare constituie aprecierea influenţei diferiţior factori fizico-chimici de cultivare asupra biosintezei β-glucanilor la tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 în vederea elaborării procedeelor biotehnologice avantajoase. Pentru cultivarea în profunzime, tulpina de levuri Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20, selectată ca producător activ de β-glucani [2], a fost cultivată pe mediul pentru însămânţare must de bere și mediul de fermentare R-ZZ [1]. Este cunoscut că procesul de creştere al levurilor este deosebit de sensibil la temperatură. Diferite valori pot influenţa procesele de biosinteză a carbohidraţilor, în special a β-glucanilor, astfel prin cultivarea dirijată a levurilor se pot obţine cantităţi mai mari de glucani cu structură programată. Pentru selectarea valorilor de temperatură adecvate biosintezei β-glucanilor la tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 s-a studiat influenţa a 4 temperaturi – 15, 20, 25, 300C. În urma cercetărilor, s-a stabilit, că tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN -Y-20 a manifestat activitate maximală de biosinteză a β-glucanilor la cultivare în regimul de 25°C (Fig.1).     Fig. 1. Efectul temperaturii de cultivare asupra acumulării β-glucanilor  la tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20   Cercetările experimentale ulterioare s-au axat pe elucidarea efectelor influenţei gradului de aerare a mediului de cultivare asupra biosintezei βglucanilor. Rezultatele au demonstrat că la cultivarea tulpinii în condiţii de agitare, conţinutul de β-glucani este semnificativ mai mare, comparativ cu cel obţinut în condiţii de staţionare, în care conţinutul de oxigen este redus (Fig.2). Optimă pentru biosinteza β-glucanilor este cultivarea tulpinii în mediu cu gradul de aerare 81,3...83,3 mg O2/L.       Fig 2. Efectul gradului de aerare asupra acumulării β-glucanilor la tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20: 1) baloane cu capacitatea 0,25 L;  2) baloane cu capacitatea 0,50 L; 3) baloane cu capacitatea 0,75 L;  4) baloane cu capacitatea 1,0 L   Un alt factor de influenţă asupra proceselor de creştere şi biosinteză la microorganisme este pH-ul. Într-un ciclu de cultivare, pH-ul optim în faza de creştere a masei celulare are o valoare, iar în faza de sinteză a produsului o ltă valoare. Deci, cele două etape tehnologice necesită asigurarea indicilor optimi diferiţi pentru pH. Din aceste considerente, în timpul procesului de creştere, este necesar ca pH-ul mediului de cultură să fie frecvent controlat. Investigaţiile efectuate au evidenţiat că levura Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 posedă un puternic mecanism de reglare a pH-ului mediului de cultură. Stabilizarea valorilor pH-ului se produce după 48 de ore de cultivare. Conţinutul maximal de biomasă determinat în primele 48 de ore de cultivare poate fi caracterizat ca unul pozitiv, deoarece la etapele ulterioare de dezvoltare, când pH-ul mediului de cultivare scade, se înlătură posibilitatea de contaminare bacteriană. Sinteza unui anumit produs la levuri este asociată cu fazele de dezvoltare. Din aceste considerente, este important de a stabili pentru tulpina selectată relaţiile dintre procesul de multiplicare şi biosinteză a β-glucanilor în dinamică. O acumulare semnificativă a β-glucanilor în peretele celular la tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 se produce începând cu 96 ore de cultivare submersă, valori care practic nu se modifică pe parcursul următoarelor ore de cultivare. Conţinutul maximal al β-glucanilor se observă la 120 de ore de cultivare a levurii (Fig.3).     Fig 3. Dinamica acumulării β-glucanilor la tulpina  Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20   Recapitulând rezultatele studiului, menţionăm că condiţiile optimale pentru biosinteza β-glucanilor la tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMNY-20, la cultivare pe mediul R-ZZ sunt: temperatura de 25°C, gradul de aerare 81,3...83,3 mg L-1, durata de cultivare submersă 120 de ore. Cercetările de optimizare a condiţiilor de cultivare şi biosinteză dirijată au permis a elabora procedee eficiente de modelare a procesului de biosinteză a β-glucanilor, având ca obiect biotehnologic tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20. Avantajul complexului de factori fizico-chimici aplicați se exprimă în obţinerea a 0,620 g L-1 β-glucani sau cu 32,8% mai mult comparativ cu varianta martor. Factorii fizico-chimici specifici sintezei orientate a β-glucanilor de către tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y20 pot fi încadrați cu succes în fluxurile tehnologice de producere industrială.