В состав липидов дрожжей из насыщенных жирных кислот в основном входят пальмитиновая и стеариновая. Кроме этих кислот, дрожжи содержат соединения с углеродной цепью от С4 до С18. При культивировании дрожжей в определенных условиях могут образоваться жирные кислоты с нечетным числом углеродных атомов. Жирные кислоты с разветвленной цепью у дрожжей не обнаружены. Ненасыщенные жирные кислоты делят на несколько подгрупп: олефиновые кислоты, которые в свою очередь делятся на жирные кислоты олеинового и полиолефинового ряда. Олефиновые кислоты обладают двумя пространственными конфигурациями молекул: цис-и транс-изомерии. При наличии нескольких двойных связей в одной кислоте могут быть пространственные изомеры смешанного типа. Так, например, одни двойные связи соответствующие цис-, а другие трансформе.
Липиды дрожжей, в которые входят полиолефиновые кислоты, обычно имеют цис-конфигурацию. У этим кислотам относятся линолевая и линоленовая кислоты. В них содержатся изолированные этиленовых двойные связи. Линолевая кислота по структуре являются цис-2 ,13-октадекадиеновою кислотой, имеет два изолированных связи цис-конфигурации линоленовая — 9,12,15-октадекатриеновою кислотой. Особый интерес представляет β-каротин, который входит в группу углеводородов, так называемых каротиноидов. В дрожжах были обнаружены β-каротин, фитофлуин, фитоин и др.. Биологическая роль каротиноидов зависит от β-ионов кольца при определенной длине углеродной цепи, имеющий не менее пяти конъюгированных двойных связей. При распаде β-каротина образуется β-ионон, который принимает участие в образовании аромата вина. Раньше считали, что липиды, особенно нейтральные липиды, является как бы запасным энергетическим материалом, который можно заменить другими калорийными веществами.
Первыми исследованиями, проведенными Д. Бурро в 1929 г., установлено, что липиды являются физиологически активными веществами, необходимыми для живого организма. К этим веществам относятся полиненасыщенные жирные кислоты, такие, как линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты. Присутствие ненасыщенных жирных кислот в липидах делает их биологически активными соединениями. С ненасыщенных жирных кислот в основном обнаружены линолеат, γ-линолеат, арахидоната. В дрожжевой клетке липиды находятся в свободном состоянии или в виде комплексов, хорошо видных под микроскопом; связанные в комплексы липиды играют важную роль в биологических функциях. При удалении липидов путем экстракции происходит ингибирование дыхательной цепи. При внесении липидов активность дыхательной цепи вновь восстанавливается. В дрожжевой клетке содержится около 30% липидов. Липиды, входящие в мембраны митохондрий, почти целиком состоят из фосфолипидов. Работами Д. Грина в 1961 г. было показано, что проводниками электронов также липиды митохондриальных мембран, содержащих двух движущихся окислительно-восстановительных агентов, например коэнзим В и цитохром С. Последний является водорастворимым белком, легко реагирует с липидами и образует жирорастворимый комплекс. Ненасыщенные жирные кислоты в митохондриях активируют аденозинтрифосфатазу, что способствует быстрому расщеплению АТФ и образованию высокой концентрации АДФ и неорганического фосфата. Последний активирует глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназу и повышает интенсивность брожения.
У типичного представителя липидообразующих дрожжей — Cryptococcus terricolus обменные процессы направлены на преимущественный синтез липидов. Для большинства других дрожжей такой тип обмена не совсем обычный.
В производстве, где главным, целевым продуктом являются микробные липиды, как продуценты используют дрожжи родов Cryptococcus, Rhodotorula, Lypomyces, Candida. Среди этой группы дрожжей наибольшей производительностью обладают следующие виды: Cryptococcus terricolus, Rhodotorula gracilis, R. glutinis, Lypomyces starkeyi, L. lipofer и др. Микроорганизмы выращиваются при минимальном азотном питании. В этом случае они накапливают значительные количества (от 35 до 55% от сухой массы клетки) липидов, состав которых зависит от используемого источника углерода. В липидную фракцию входят фосфолипиды, стерины, свободные жирные кислоты, моно-, ди-и триглицериды, стерины эфиры и воск. Липиды извлекают экстракцией, а биомассу, оставшуюся используют как белковую добавку в корма животных, однако содержание белка в ней в 1,5-2,0 раза меньше, чем в обычных кормовых дрожжах.
Материал статьи любезно предоставил Дохторук Андрей, ст. каф. Микробиология и вирусология, Днепропетровского национального университета им. Олеся Гончара