ЭлБиб

ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 1, 2013

íåíèÿ êà÷åñòâà ñîñòàâëÿþùèõ ôåðìåíòàöèîííûõ

ñðåä è äîáàâîê â ïðîöåññå êóëüòèâèðîâàíèÿ.

Êàê áûëî ïîêàçàíî ðàíåå [3, 4], ãèäðîëèòè÷åñêèé

êîìïëåêñ øòàììà ãðèáà-ìèêðîìèöåòà

Penicillium

verruculosum

ïðåäñòàâëåí òàêèìè êàðáîãèäðàçàìè,

êàê öåëëþëàçû (öåëëîáèîãèäðîëàçû 1 è 2, ýíäîãëþ-

êàíàçû,

-ãëþêîçèäàçà) è ãåìèöåëëþëàçû (êñèëà-

íàçû). Ýêñïðåññèÿ öåëåâûõ ôåðìåíòîâ øòàììà

P. verruculosum

B221A (ïðîäóöåíòà áàçîâîãî ôåð-

ìåíòíîãî ïðåïàðàòà êàðáîãèäðàç) èíäóöèáåëüíà è

ïðîèñõîäèò ïî ñõåìå, ïðèâåäåííîé íà ðèñ. 1.

Èíäóêòîðàìè áèîñèíòåçà öåëåâûõ ôåðìåíòîâ

ãèäðîëèòè÷åñêîãî êîìïëåêñà, ñåêðåòèðóåìîãî ãðè-

áîì

P. verruculosum

B221A, ÿâëÿþòñÿ êàê ìèêðî-

êðèñòàëëè÷åñêàÿ öåëëþëîçà (ÌÊÖ), òàê è åå ïðî-

èçâîäíûå öåëëîîëèãîñàõàðèäû, îáðàçóþùèåñÿ â

ïðîöåññå äåãðàäàöèè ìèêðîêðèñòàëëè÷åñêîé öåë-

ëþëîçû ïðè êóëüòèâèðîâàíèè. Ýòîò ìåõàíèçì ñâîé-

ñòâåíåí è äðóãèì ìèêðîìèöåòíûì øòàììàì [5].

Îäíà èç îñîáåííîñòåé èíäóöèáåëüíîé ñèñòåìû ýêñ-

ïðåññèè — êîíöåíòðàöèîííàÿ çàâèñèìîñòü èíäóê-

òîðà è áåëêà-àêòèâàòîðà òðàíñêðèïöèè [6]. Ïðè íå-

äîñòàòêå èíäóêòîðà áèîñèíòåç ôåðìåíòîâ ïàäàåò, è

óðîâåíü ýêñïðåññèè êàðáîãèäðàç ñíèæàåòñÿ, ÷òî

ïðèâîäèò ê îáùåìó ïàäåíèþ ïðîäóêòèâíîñòè øòàì-

ìà-ïðîäóöåíòà.

Öåëü äàííîãî èññëåäîâàíèÿ — ïîèñê îïòèìàëü-

íûõ ïàðàìåòðîâ âåäåíèÿ ôåðìåíòàöèîííîãî ïðî-

öåññà øòàììà

P. verruculosum

B221A, ïðè êîòîðûõ

óäåøåâëåíèå êîìïîíåíòíîãî ñîñòàâà äîáàâîê â ïðî-

öåññå ôåðìåíòàöèè íå âëèÿëî áû íà óðîâåíü áèî-

ñèíòåçà áàçîâîãî ãèäðîëèòè÷åñêîãî êîìïëåêñà, ïðî-

äóöèðóåìîãî ðåêîìáèíàíòíûì øòàììîì.

Ðàíåå áûëà ïðîâåäåíà îïòèìèçàöèÿ ïîäïèòîê è

äîáàâîê, íåîáõîäèìûõ ïðè ôåðìåíòàöèè øòàììà

P. verruculosum

B221A [7]. Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî äëÿ

êóëüòèâèðîâàíèÿ ðåêîìáèíàíòíîãî øòàììà âîç-

ìîæíî èçìåíåíèå ôåðìåíòàöèîííîé ñõåìû íà ýòàïå

äîáàâîê: òðè äîáàâêè ÌÊÖ áûëè çàìåíåíû íà òðè

äîáàâêè õâîéíîé èçìåëü÷åííîé è îáåññìîëåííîé

äðåâåñèíû (ÄÕÎÑ) ïî 2,1 ã íà 54; 92 è 116 ÷ ôåðìåí-

òàöèè. Ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè, ÷òî òàêàÿ çàìåíà

äîáàâîê íå ïðèâîäèò ê êðèòè÷åñêîìó èçìåíåíèþ â

ïðîäóêòèâíîñòè øòàììà

P. verruculosum

B221A. Îä-

íàêî ñëåäóåò ó÷èòûâàòü, ÷òî â êà÷åñòâå õâîéíîé äðå-

âåñèíû â äàííîì ñëó÷àå áûëà èñïîëüçîâàíà ñîñíî-

âàÿ äðåâåñèíà, êîòîðàÿ ñîäåðæèò îêîëî 25 % ëèã-

íèíà, 15 % ãåêñîçàíîâ, 8 % ïåíòîçàíîâ è 4 % óðî-

íîâûõ êèñëîò, ÷òî ïðè ìàñøòàáèðîâàíèè ïðîöåññà

êóëüòèâèðîâàíèÿ îòðèöàòåëüíî ñêàçûâàåòñÿ íà ïðî-

äóêòèâíîñòè øòàììà è ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ ëàã-

ôàçû ðîñòà. Êî âñåìó ïðî÷åìó, èçìåëü÷åíèå ñîñíî-

âîé äðåâåñèíû — ýíåðãîçàòðàòíûé ïðîöåññ, òàê êàê

äëÿ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ïîäïèòêè òðåáóåòñÿ

ìåëêîäèñïåðñíûé ïîìîë äëÿ óâåëè÷åíèÿ ïëîùàäè

ïîâåðõíîñòè íåðàñòâîðèìîãî ñóáñòðàòà.

Ïîýòîìó íà ïåðâîì ýòàïå ðàáîòû áûëè ïðîâåäå-

íû ýêñïåðèìåíòû, â êîòîðûõ ÷àñòü ÄÕÎÑ â ôåð-

ìåíòàöèîííûõ ïîäïèòêàõ áûëà çàìåíåíà íà ÌÊÖ.

Êóëüòèâèðîâàíèå ïðîâîäèëè â ôåðìåíòåðàõ îáúå-

ìîì 10 ë. Áûëî ïðîâåäåíî ÷åòûðå ôåðìåíòàöèè, èç

êîòîðûõ äâå áûëè êîíòðîëüíûìè. Ïîä êîíòðîëüíû-

ìè ýêñïåðèìåíòàìè ïîäðàçóìåâàëîñü èñïîëüçîâà-

íèå ñòàíäàðòíûõ ñòàðòîâûõ ñðåä êóëüòèâèðîâàíèÿ

P. verruculosum

B221A (4 % ãëþêîçû, 6 % öåëëþëîçû,

1 % äðîææåâîãî ýêñòðàêòà, 1 % ïøåíè÷íûõ îòðóáåé)

ñ äðîáíîé ïîäïèòêîé 50%-íûì ðàñòâîðîì ãëþêîçû

2 ðàçà â ñóòêè íà÷èíàÿ ñ 48 ÷ êóëüòèâèðîâàíèÿ è

äðîáíûìè äîáàâêàìè (3 ðàçà íà 54; 92 è 116 ÷ ôåð-

ìåíòàöèè) ëèáî òîëüêî ÄÕÎÑ, ëèáî òîëüêî ÌÊÖ.

Èçìåíåííàÿ äîáàâêà ñîñòîÿëà èç ñìåñè ÌÊÖ è

ÄÕÎÑ â ñîîòíîøåíèè 1:3 è 1:1. Äëÿ ïðèãîòîâëåíèÿ

ðàçëè÷íûõ âàðèàíòîâ äîáàâêè áðàëè ÷åòûðå ñòåê-

ëÿííûõ ñîñóäà ïî 2 äì

êàæäûé. Â 1-é ñîñóä íàñû-

ïàëè 54 ã ÌÊÖ, âî 2-é — 54 ã ÄÕÎÑ, â 3-é — ñìåñü

èç 13,5 ã ÄÕÎÑ è 40,5 ã ÌÊÖ, à â 4-é äîáàâëÿëè

27 ã ÄÕÎÑ è 27 ã ÌÊÖ. Â êîëáû íàëèâàëè ïèòüå-

âóþ âîäó äî îáúåìà 0,9 äì

. Ðàñòâîðû ñòåðèëèçî-

âàëè â àâòîêëàâå ïðè òåìïåðàòóðå 130±2 °Ñ â òå÷å-

íèå 1,0–1,5 ÷.

Â òàáëèöå ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ

ïî âàðüèðîâàíèþ êîìïîíåíòíîãî ñîñòàâà äîáàâîê

â ïðîöåññå ôåðìåíòàöèè øòàììà

P. verruculosum

B221A. Ñîäåðæàíèå áåëêà îïðåäåëÿëè ìåòîäîì Ëî-

óðè [8]; ýíäîãëþêàíàçíóþ,

-ãëþêàíàçíóþ è êñè-

ëàíàçíóþ àêòèâíîñòè — ïî ñêîðîñòè îáðàçîâàíèÿ

âîññòàíàâëèâàþùèõ ñàõàðîâ (ÂÑ) ïðè ãèäðîëèçå

êàðáîêñèìåòèëöåëëþëîçû,

-ãëþêàíà ÿ÷ìåíÿ è áå-

ðåçîâîãî êñèëàíà ñîîòâåòñòâåííî (ñîãëàñíî ìåòîäè-

êå [9]);

-ãëþêîçèäàçíóþ (öåëëîáèàçíóþ) àêòèâ-

íîñòü îïðåäåëÿëè ïî ñêîðîñòè îáðàçîâàíèÿ

-íèò-

ðîôåíîëà ïðè ãèäðîëèçå

-íèòðîôåíèë-

-ãëþêî-

çèäà (ÏÍÔÃ) [10].

Èç òàáëèöû ñëåäóåò, ÷òî âíåñåíèå äîáàâêè ÄÕÎÑ

ñîâìåñòíî ñ ÌÊÖ â ïðîïîðöèè 1:1 ïîçâîëÿåò óâå-

ëè÷èòü ïðîäóêöèþ ôåðìåíòíîãî êîìïëåêñà öåëëþ-

ëàç ïî ñðàâíåíèþ ñ âíåñåíèåì äîáàâêè ÄÕÎÑ áåç

ÌÊÖ. Ïî-âèäèìîìó, êàê è ïðåäïîëàãàëîñü âûøå,

Ксилан

730±30 604±34 714±29 702±27

КМЦ

460±23 420±23 452±28 450±26

-НФГ

58±7

39±4

50±7

64±7

33±5

25±3

31+3

З0±5

* В м /см

cbhl промотор

cbhl терм

Целевой ен

УЧАСТОК ХРОМОСОМЫ ШТАММА -ПРОДУЦЕНТА

а%тиватор

инд;%торы

целлюлозы ЦОС

Ðèñ. 1. Ñõåìà àêòèâàöèè òðàíñêðèïöèè öåëåâîãî ãåíà öåëëî-

áèîãèäðîëàçû I (cbhl) â øòàììå ãðèáà Penicillium verruculo-

sum B221A

А тивность базовых арбо идраз

и онцентрация бел а (С

) в льт ральных жид остях,

се ретир емых штаммом

Penicillium verruculosum

B221A при 144 ч льтивирования

(ед/см

льт ральной жид ости)

С;бстрат

Образец 1

(толь%о

МКЦ)

Образец 2

(толь%о

ДХОС)

Образец 3

(ДХОС и

МКЦ 1:3)

Образец 4

(ДХОС и

МКЦ 1:1)

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека