Изучение закономерностей роста липидообразующих дрожжей Lipomyces lipofer ВКПМ Y-1020 и Candida tropicalis
На первом этапе для получения биомассы мы культивировали дрожжи на двух средах. Это нужно было для отбора лучших условий накопления липидов в биомассе дрожжей. При проведении культивирования дрожжей использовали колбы объемом 500 мл (таблица 1). Рабочий объем составлял 200 мл.
Таблица 1 – Схема проведения опыта
| Среда Сабуро | Среда Сусло | ||
| колба 1 | колба 2 | колба 3 | колба 4 |
| Candida tropicalis | Lipomyces lipofer | Candida tropicalis | Lipomyces lipofer |
На протяжении 6-ти суток с каждой колбы брались пробы по 10 мл. Далее каждую пробу фильтровали на бумажных складчатых фильтрах предварительно доведенных до постоянной массы высушиванием и взвешенных. После этого в сушильном шкафу мы доказывали вес до постоянной массы.
Штамм Lipomyces lipofer ВКПМ Y-1020, который является активным продуцентом липидов, высевали на полное дрожжевое среду. После инкубации в термостате наблюдали появление белых блестящих колоний с ровным краем. Старые колонии при сильном спорообразовании темнели и становились бурыми или шоколадными. При микроскопированием выявлялись клетки круглой формы с крупными включениями жира. Почкование многостороннее. Культура способна расти на минеральных средах без источников азота (среда Эшби). Для липидообразования важно высокое отношение C: N.
Результаты накопления биомассы культурой Сandidatropicalis на жидких средах при глубинном культивировании отражены в табл. 2. Как видно из таблицы динамика развития микроорганизмов в различных средах существенно отличается. Пивное сусло более богато питательными веществами и факторы роста, чем среда Сабуро, поэтому и соответственно наблюдается интенсивное накопление биомассы.
Таблица 2 — Динамика накопления биомассы Candida tropicalis
| Время ферментации, сутки | Среда Сабуро | Среда Пивное сусло |
| биомасса, г/л | биомасса, г/л | |
| начало ферментации | 6,61 ± 0, 15 | 9,21 ± 0, 18 |
| 1 | 24,12 ± 0,27 | 32,43 ± 0,41 |
| 2 | 31,05 ± 0,32 | 53,82 ± 0,74 |
| 3 | 40,5 ± 0,40 | 67,2 ± 0,85 |
| 4 | 56,61 ± 0,64 | 102,13 ± 1,07 |
| 5 | 62,5 ± 0,71 | 98,8 ± 1,04 |
| 6 | 58,9 ± 0,66 | 89,5 ± 0,98 |
Из данных мы видим, что максимум накопления биомассы дрожжами на обеих средах наблюдается на 4-5 сутки. Было достигнуто наибольшее количество биомассы на пивном сусле, что составляет 102 г / л и есть почти в два раза большим показателем достигнутым в среде Сабуро. Дрожжи Candidatropicalis быстрее и лучше растут на пивном сусле. Во время культивирования в колбе образуется осадок клеток, при фильтровании вызывает некоторые сложности. А именно, приходится долго отделять дрожжи от культуральной жидкости. Поэтому пробы надо брать небольшого объема — от 10 до 30 мл.
Рисунок 1 — Динамика накопления биомассы Candida tropicalis
При культивировании Lipomyces lipofer придерживались тех же условиях, которые применялись при культивировании Candida tropicalis. Это делалось для сравнения характеристик роста и накопления биомассы и липидов различных родов дрожжей в одинаковых условиях.
В табл. 3 и рис. 2 представлены данные эксперимента по изучению динамики накопления биомассы Lipomyces lipofer в процессе культивирования микроорганизмов на двух ферментационных средах — Сабуро и пивном сусле.
Таблица 3 — Динамика накопления биомассы Lipomyces lipofer
| Время ферментации, сутки | Среда Сабуро | Среда Пивное сусло |
| биомасса, г/л | биомасса, г/л | |
| начало ферментации | 8,55± 0, 18 | 8,15± 0,14 |
| 1 | 19,65 ± 0,24 | 19,1± 0,23 |
| 2 | 30,6± 0,31 | 40,5 ± 0,40 |
| 3 | 38,5 ± 0,37 | 67,7 ± 0,71 |
| 4 | 54,25 ± 0,61 | 96,7 ± 0,97 |
| 5 | 60,5 ± 0,69 | 118 ± 1,09 |
| 6 | 59,92 ± 0,66 | 124,9 ± 1,12 |
Из табл. 3 и рис. 2 видим, что культура при росте на среде Сабуро, достигала максимального значения по показателю биомассы на 5 сутки культивирования. Но в пивном сусле мы однозначно не можем установить конечную фазу экспоненциального роста. Для определения начала стационарной фазы в опыте нам надо было бы продолжить исследования еще на два дня.
Обращает на себя внимание тот факт, что при культивировании дрожжей Lipomyces lipofer абсолютные значения показателей биомассы значительно больше, чем при выращивании дрожжей Candida tropicalis, что хорошо согласуется с данными литературы.
Как видно из табл. 3, пивное сусло является наиболее оптимальным для культивирования дрожжей, поскольку позволяет получить больший выход биомассы по сравнению со средой Сабуро.
В зависимости от количества биомассы соответственно растет суммарное количество липидов в культивируемых дрожжей. Содержание жиров зависит от типа метаболизма микроорганизма. Lipomyces lipofer является липидообразующими дрожжами, поэтому по сравнению с Candida tropicalis на единицу биомассы образует более липидов.
Рисунок 2 — Динамика накопления биомассы Lipomyces lipofer
Как видно из приведенных рисунков, для обоих видов исследуемых дрожжей пивное сусло является наиболее оптимальным при глубинном культивировании, поскольку позволяет получить почти вдвое больший выход биомассы по сравнению со средой Сабуро. Если сравнивать показатели накопления биомассы Candida tropicalis i Lipomyces lipofer на одинаковых средах, то можно сказать, что разница между максимальными значениями биомассы на соответствующих условиях культивирования невелика. Масса Candida tropicalis достигает максимального значения 102 г / л, а Lipomyces lipofer 124г / л. Однако липидообразующие свойства их различны.
Автор статьи: Дохторук Андрей, ст. каф. Микробиология и вирусология, Днепропетровского национального университета им. Олеся Гончара