Оценка лактозо-конвертирующей способности дрожжей Kluyveromyces lactis в зависимости от концентрации цинка в среде культивирования

Оценка лактозо-конвертирующей способности дрожжей Kluyveromyces lactis в зависимости от концентрации цинка в среде культивирования

Автор: Аббас К.С., Лушникова Е.С., Новочадов В.В.

Журнал: Природные системы и ресурсы @ns-jvolsu

Рубрика: Экология

Статья в выпуске: 1 т.14, 2024 года.

Бесплатный доступ

Постоянно возрастающие объемы отходов пищевой промышленности, содержащих лактозу, до половины которой в итоге попадает в сточные воды, обусловливают необходимость разработки более эффективных способов ее утилизации. Наиболее перспективные из них основаны на увеличении лактозо-конвертирующей способности микроорганизмов, прежде всего - дрожжей, используемых в данной экологической биотехнологии. Ряд таких модификаций использует возможность увеличения активности ключевых ферментов конвертации лактозы за счет добавления в среду ряда биогенных микроэлементов. В статье рассмотрены эффекты цинка на эффективность ферментации подсырной сыворотки тремя коммерческими культурами Kluyveromyces lactis, для чего оценивали содержание лактозы в культуральной среде до начала и спустя пять суток ферментации. Штамм K. lactis культуры MicroMilk KF KL утилизировал от 80,2 до 84,2 % лактозы, при добавлении ионов цинка эти показатели находились пределах от 74,5 до 85,7 %. Штамм культуры Здоротеево продемонстрировал утилизацию лактозы в контрольной серии от 78,7 до 82,0 %, при добавлении ионов цинка в концентрации 2 ПДК утилизация была несколько выше, при концентрации 5 ПДК - ниже значений в контроле. Содержание лактозы в культуры STANDA KL D в контрольной серии варьировало пределах от 41,5 до 59,0 %, при добавлении ионов цинка в концентрации 2 ПДК - от 50,5 до 69,0 %, при концентрации ионов цинка 5 ПДК - от 38,7 до 57,4 %. Таким образом, добавление ионов цинка в среду культивирования K. lactis в концентрации 2 ПДК несколько повышает лактозо-конвертирующую способность дрожжей, а в концентрации 5 ПДК - угнетает ее. Полученные данные целесообразно использовать при выработке стратегии очистки лактозо-содержащих отходов в пищевой промышленности.

Еще

Молочная сыворотка, экологические биотехнологии, биоэтанол, возобновляемое сырье, kluyveromyces lactis, цинк

Короткий адрес: https://sciup.org/149146357

IDR: 149146357   |   DOI: 10.15688/nsr.jvolsu.2024.1.2

Список литературы Оценка лактозо-конвертирующей способности дрожжей Kluyveromyces lactis в зависимости от концентрации цинка в среде культивирования

  • Анализ рынка сыров в России в 2019–2023 гг., прогноз на 2024–2028 гг. Структура розничной торговли // BusinesStat. – 2023. – Электрон. текстовые дан. – Режим доступа: https://marketing.rbc.ru/research/27985/. – Загл. с экрана.
  • Исина, Н. Ю. Финансовый механизм внедрения эколого-ориентированной технологии переработки молочной сыворотки / Н. Ю. Исина // Труды Костромской государственной сельскохозяйственной академии. – 2020. – № 90. – С. 111–119.
  • Молекулярный полиморфизм генов в-галактозидазы LAC4 у молочных и природных штаммов дрожжей Kluyveromyces / Л. В. Лютова [и др.] // Молекулярная биология. – 2021. – Т. 55, № 1. – С. 75–85. – DOI: https://doi.org/10.31857/S0026898421010109
  • Оценка эффективности процесса биосинтеза этанола дрожжами рода Saccharomyces / И. В. Калинина [и др.] // Вестник ЮУрГУ. Серия: Пищевые и биотехнологии. – 2018. – Т. 6, № 4. – С. 74–82. – DOI: https://doi.org/10.14529/food180410
  • Bioethanol Production from Renewable Raw Materials and Its Separation and Purification: A Review / A. Bušić [et al.] // Food Technol. Biotechnol. – 2018. – Vol. 56, № 3. – P. 289–311. – DOI: https://doi.org/10.17113/ftb.56.03.18.5546
  • Bioethanol Production from Renewable Sources: Current Perspectives and Technological Progress / H. Zabed [et al.] // Renewable Sustainable Energy Rev. – 2017. – Vol. 71. – P. 475–501. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.076
  • Bioprospecting of Microbial Strains for Biofuel Production: Metabolic Engineering, Applications, and Challenges / M. F. Adegboye [et al.] // Biotechnol. Biofuels. – 2021. – Vol. 14, № 1. – e5. – DOI: https://doi.org/10.1186/s13068-020-01853-2
  • Cellular Stress Impact on Yeast Activity in Biotechnological Processes – A Short Overview / M. Postaru [et al.] // Microorganisms. – 2023. – Vol. 11, № 10. – e2522. – DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms11102522
  • Genome-Wide Metabolic (Re-) Annotation of Kluyveromyces lactis / O. Dias [et al.] // BMC Genomics. – 2012. – Vol. 13. – e517. – DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2164-13-517
  • Ethanol Production from Cheese Whey and Expired Milk by the Brown Rot Fungus Neolentinus lepideus / K. Okamoto [et al.] // Fermentation. – 2019. – Vol. 5, № 2. – e49. – DOI: https://doi.org/10.3390/fermentation5020049
  • Fermentation of Lactose to Ethanol in Cheese Whey Permeate and Concentrated Permeate by Engineered Escherichia coli / L. Pasotti [et al.] // BMC Biotechnology. – 2017. – Vol. 17, № 1. – P. 48–57. – DOI: https://doi.org/10.1186/s12896-017-0369-y
  • Kluyveromyces marxianus Developing Ethanol Tolerance During Adaptive Evolution with Significant Improvements of Multiple Pathways / W. Mo [et al.] // Biotechnol Biofuels. – 2019. – Vol. 12. – P. 63–72. – DOI: https://doi.org/10.1186/s13068-019-1393-z
  • Papademas, P. Technological Utilization of Whey Towards Sustainable Exploitation / P. Papademas, P. Kotsaki // Adv. Dairy Res. – 2019. – Vol. 7, iss 4. – e231. – DOI: https://doi.org/10.35248/2329-888X.19.7.231
  • Promising Renewable Raw for Ethanol Biosynthesis / Yu. A. Zimina [et al.] // Eur. J. Mol. Biotech. – 2020. – Vol. 8, № 1. – P. 42–51. – DOI: https://doi.org/10.13187/ejmb.2020.1.42
  • Quantification of Reducing Sugars Based on the Qualitative Technique of Benedict / A. Hernández-Lуpez [et al.] // ACS Omega. – 2020. – Vol. 5, № 50. – P. 32403–32410. – DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.0c04467/
  • Selection and Subsequent Physiological Characterization of Industrial Saccharomyces cerevisiae Strains During Continuous Growth at Suband- Supra Optimal Temperatures / K. Y. F. Lip [et al.] // Biotechnol. Rep. (Amst). – 2020. – Vol. 26. – e00462. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.btre.2020.e00462
  • Simoni, R. D. Benedict’s Solution, a Reagent for Measuring Reducing Sugars: the Clinical Chemistry of Stanley R. Benedict / R. D. Simoni, R. L. Hill, M. Vaughan // Journal of Biological Chemistry. – 2002. – Vol. 277, № 16. – P. 33–45. – DOI: https://doi.org/10.1016/S0021-9258(19)61050-1
  • Vu, H. H., Structural Basis for Substrate Recognition of Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase from Kluyveromyces lactis / H. H. Vu, C. Jin, J. H. Chang // Biochem. Biophys. Res. Comm. – 2021. – Vol. 155, № 1. – P. 85–91. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2021.02.088
  • Walker, G. M. Mitigating Stress in Industrial Yeasts / G. M. Walker, T. O. Basso // Fungal Biol. – 2020. – Vol. 124, № 5. – P. 387–397. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.funbio.2019.10.010
  • Zandona, E. Whey Utilization: Sustainable Uses and Environmental Approach / E. Zandona, M. Blaћiж, A. Reћek Jambrak // Food Technol. Biotechnol. – 2021. – Vol. 59, № 2. – P. 147–161. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.btre.2020.e00462
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp