Вступ.
Грибні екзополісахариди представляють важливу групу біологічно активних сполук. Завдяки різноманітним властивостям ці біополімери можна використовувати окремо або в поєднанні з різними біологічно активними речовинами у різних біомедичних застосуваннях і фармацевтичній промисловості завдяки їхній біологічній активності, такій як антиоксидантна, антимікробна, протизапальна, противірусна, протидіабетична та антикоагулянтна дія [1].
Для виробництва міцеліальної біомаси та позаклітинних полісахаридів значну увагу приділяють глибинному культивуванню грибів з використанням різноманітних джерел вуглецю та азоту, у тому числі дешевших ферментаційних субстратів (агропромислові відходи, включаючи сільськогосподарські рослинні залишки, відходи паперової промисловості, тирсу тощо), оскільки це дозволяє підвищити вихід БАР, які можна отримати в контрольованих і оптимізованих умовах. Глибинне культивування можна проводити у колбах на орбітальних платформених шейкерах або реакторах із перемішуванням для забезпечення оксигенації та помірного зсуву міцелію для відділення гіф [2].
Щодо умов, які підтримуються під час біосинтезу, як правило, рН культурального середовища коливається від 5,0 до 8,5, температурний інтервал становить від 22 °C до 30 °C, а інкубаційний період становить від 4 до 15 днів
[1].
Як перспективні продуценти, в промислових масштабах, вже використовуються різні види грибів через їхню здатність синтезувати полісахариди. Одним із таких є Schizophyllum commune. Це базидіоміцет, який синтезує кілька цінних метаболітів, таких як шизофіллан, гідролітичні ферменти, біоетанол та біоповерхнево-активні речовини [3].
Цей гриб зустрічається на всіх континентах, крім Антарктиди, де немає деревини, яку можна використовувати як субстрат.
S. commune здатний гідролізувати целюлозу, геміцелюлозу та лігнін завдяки своїй здатності виробляти лігноцелюлолітичні ферменти, такі як целюлаза, ксиланаза, пектиназа та ферменти, що розкладають лігнін [3].
Відомо також, що S. commune виробляє ліпазу, фітазу та кілька
негідролітичних білків, таких як літичні полісахаридні монооксигенази та білкиекспанзини, які покращують доступність полісахаридів [1].
Дослідження та розвиток методів культивування Schizophyllum commune для виробництва екзополісахаридів з лікувально-профілактичною дією є важливим напрямком у біотехнології та фармацевтиці. Такі екзополісахариди вже мають лікувально-профілактичне застосування, що ґрунтується на їх імуномодулюючій, протизапальній та антиоксидантній дії [4].
Важливо також звернути увагу на те, що глибинне культивування Schizophyllum commune може бути оптимізоване для виробництва максимальної кількості екзополісахаридів. Розробка і дослідження нових методів культивування, що спрямовані на підвищення виходу цінних полісахаридів, може призвести до комерційного виробництва цих речовин у великих масштабах.
Метою роботи є дослідження особливостей глибинного культивування базидіоміцету Schizophyllum commune.
Матеріали та методи. Об’єктом дослідження були два штами Schizophyllum commune 1762 та 1763 з Колекції шапинкових грибів Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України ІБК.
Посівний матеріал для глибинного культивування штамів отримували перенесенням з пробірок з агаризованим пивним суслом декількох шматочків міцелію у колби об’ємом 250 мл з 100 мл рідкого середовища (неохмелене пивне сусло 8 за Балінгом, рН=5,5-5,8) з подальшим культивуванням протягом 5-6 діб в умовах постійного перемішування на орбітальній качалці (160-180 об/хв) за температури 28 C. Отриманий інокулюм вносили в досліджувані середовища у кількості 10 об’ємних відсотків. Перед інокуляцією проводили мікробіологічний контроль чистоти живильного середовища візуально і посівного матеріалу під мікроскопом.
Глибинне культивування проводили на орбітальному шейкері в умовах постійного перемішування (180 об/хв), в колбах Ерленмеєра на 250 мл, за температури 30 C, протягом 7 діб, в трьох повторах.
Досліджуваним середовищем було глюкозо-пептон-дріжджове середовище, яке складалося з (г/дм3): пептон – 5,0; дріжджовий екстракт – 5,0; глюкоза – 20,0, 30,0, 40,0 або 50,0; рН=7,5-8,0.
Рівень накопичення біомаси (абсолютно суху біомасу, а.с.м.) в усіх дослідах визначали ваговим методом, висушуючи міцелій до постійної маси за
температури 105С.
Для визначення концентрації екзополісахаридів спочатку проводили осадження 5 мл культуральної рідини 10 мл 96% етанолу та витримування протягом доби за температури 4 ± 1С, після чого осад відцентрифуговували впродовж 25 хвилин при 6-7 тис. об/хв, розчиняли у 5 мл гарячої дистильованої води та відбирали 2 мл розчину, у якому визначали кількість екзополісахаридів фенол-сірчаним методом.
Результати та обговорення. Визначення накопичення екзополісахаридів штамами S. commune на пептон-дріжджовому середовищі з додаванням глюкози в різній кількості показало, що на рівень їх біосинтезу впливають і біологофізіологічні особливості штаму і кількості сполук, що є джерелами карбону. Більша кількість екзополісахаридів виявилася у штаму S. commune 1763
(9,1 г/дм3) на середовищі з додаванням глюкози в кількості 30,0 г/дм3. Для штаму S. commune 1762 найсприятливішою для біосинтезу екзополісахаридів концентрацією глюкози в живильному середовищі також було 30,0 г/дм3. Але загальний вміст екзополісахаридів був менший і становив 7,6 г/дм3.
Висновки.
Отже, за умов використання як поживних компонентів в рідкому живильному середовищі пептону та дріжджового екстракту, для досліджених штамів базидієвого гриба S. commune з метою отримання екзополісахаридів доцільно додавати глюкозу у кількості 30,0 г/дм3.
Список використаної літератури:
1.Stoica R., Moscovici M, Lakatos ES, Cioca LI. Exopolysaccharides of Fungal Origin: Properties and Pharmaceutical Applications. Processes, 2023, Vol. 11, №2, р. 335 https://doi.org/10.3390/pr11020335
2.Özcan, E.; Öner, E.T. Microbial of extracellular polysaccharide production from biomass sources. In Polysaccharides; Ramawat, K., Mérillon, J.M., Eds.; Springer:
Berlin/Heidelberg, Germany, 2018; pp. 1–21. https://doi.org/10.1007/978-3-319-
03751-6_51-2
3.Kumar Amit, Bharti Amit, Ayele Yilkal Schizophyllum commune: A Fungal Cellfactory for Production of Valuable Metabolites and Enzymes. Bioresources, 2022,
Vol. 17, №3 DOI: 10.15376/biores.17.3.Kumar
4.Debnath Sanjit, Bhattacharya Sanchita, Das Panna, Saha Ajay Cultivation of a wild strain of Schizophyllum commune on agro-industrial wastes. Kavaka, 2020, Vol.
55, р. 77-83. DOI: 10.36460/Kavaka/55/2020/77-83
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter