Влияние условий культивирования на состав липидов

Продуценты липидов

Из разных представителей микроорганизмов дрожжи обладают рядом свойств (быстрота роста, нетребовательность к составу среды, отсутствие токсинов, высокий выход липидов, их состав), позволяющих рассматривать их как наиболее перспективный на ближайшее время источник промышленного получения липидов.

В качестве продуцентов для промышленного получения липидов могут использоваться представители, по ряду признаков относящиеся к группе «жировых дрожжей». Жировыми, или липидными, дрожжами называют виды, способные в нормальных условиях роста синтезировать до 40 % липидов и более (по отношению к сухим веществам клеток).

У типичного представителя липидных дрожжей - Сryptococcus terricolus обменные процессы направлены на преимущественный синтез липидов. Для большинства других дрожжей такой тип обмена не совсем обычен.

К липидобразующим дрожжам относит также некоторых представителей родов Lipomyсеs, Rhodotorula, Sporobolomyces и Trichosporon (L. starkeyi, L. lipoferus, R.. gracilis, S. roseus, T. pullulans). Все эти дрожжи способны продуцировать значительные количества липидов. Однако липидообразование их существенно зависит от условий культивирования и в первую очередь от соотношения соединений углерода и азота в среде.

Кроме дрожжей как продуценты липидов в перспективе мо­гут рассматриваться мицелиальные грибы и микроформы водорослей. Известный интерес (как, источники специфических жирных, кислот, поли-β-гидроксибутирата, фосфолипидов и восков) представляют бактериальные продуценты.

Многочисленные эксперименты по влиянию источников углерода на синтез липидов у дрожжей и мицелиальных грибов показали, что они оказывают влияние не столько на количество, сколько на состав образуемых липидов.

Особое влияние на состав жирных кислот в синтезируемых липидах оказывают соединения, которые сами входят в их состав. Так, при использовании микроорганизмами в качестве источника углерода высших жирных кислот последние в большом количестве включаются в состав липидов. При использовании углеводородов основные жирные кислоты клеток либо имеют длину цепи потребляемого алкана, либо появляются в результате изменения длины углеродной цепи молекулы исходного алкана на четное число углеродных атомов.

Влияние азота связано со сдвигом равновесия питательной среды в сторону от оптимума значения рН, характерного для липидообразования. В то же время концентрация источника азота играет существенную роль в процессах липидообразования. Связано это с соотношением азота и углерода в среде. Чем это соотношение выше в сторону углерода, тем более благоприятны условия для биосинтеза липидов, и наоборот.

В большой степени образование липидов у дрожжей и других грибов связано с дыхательной активностью клетки. Ингибирование процесса дыхания ведет к торможению биосинтеза липидов. При недостаточном снабжении кислородом резко тормозятся процессы образования триацилглицеринов, но накапливается значительное количество свободных жирных кислот и фосфолипидов. С интенсификацией аэрации среды возрастает степень ненасыщенности липидов путем частичной трансформации олеиновой кислоты в кислоты с двумя и тремя двойными связями

На процессы биосинтеза липидов у микроорганизмов оказывают влияние также рН среды и температура культивирования. Так, повышение рН среды увеличивает содержание в составе дрожжевых липидов свободных жирных кислот, фосфолипидов и уменьшает содержание триацилглицеринов. При снижении рН увеличивается общая ненасыщенность липидов.

Снижение температуры культивирования ведет к повышению степени ненасыщенности клеточных липидов.

Кроме источников углеродного и азотного питания, а также рН, аэрации, температуры на процессы роста микроорганизмов и синтеза ими липидов определенное влияние оказывают различные компоненты минерального питания и некоторые витамины.

Отсутствие в среде пантотеновой кислоты отрицательно влияет не только на синтез общих липидов, но и на образование некоторыми дрожжами эргостерина. Определенное влияние на процессы липидообразования у дрожжей и других организмов могут оказывать также пара-аминобензойная кислота, инозит, пиридоксин и другие соединения.

Недостаток фосфора ведет к неполному использованию источников углерода, избыток меняет направление обменных процессов в сторону синтеза в клетке соединений нелипидной природы.

Действие, подобное ионизирующей радиации, оказывают на дрожжевые организмы различные радиомиметические вещества (эмбихин и др.). Вызывая нарушение координации между отдельными звеньями общего обмена клетки, такие вещества резко угнетают функции размножения организма и приводят его к ожирению.

Дата добавления: 2014-01-04