CC BY
28
УДК 579.66:579.22
О. В. Ландер (асп.), Н. И. Петухова (к. биол. н., доц.), С. В. Коренева (студ.), В. В. Зорин (чл.-корр. АН РБ, д.х.н., проф., зав. каф.)
Исследование влияния концентрации кукурузного масла на его биоконверсию в полиненасыщенные липиды грибом
Mortierella alpina ГР-1
Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра биохимии и технологии микробиологических производств 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (347) 431935, e-mail: bio@rusoil.net
O. V. Lander, N. I. Petukhova, S. V. Koreneva, V. V. Zorin
Research of corn oil concentration influence on its bioconversion into polyunsaturated lipids by fungus Mortierella alpina rP-1
Ufa State Petrolium Technical Univercity 1, Kosmonavtov Str., 450062 Ufa, Russia; ph. (347) 2431935, e-mail: bio@rusoil.net
Показано, что гриб Mortierella alpina ГР-1 — продуцент арахидоновой кислоты — проявляет наибольшую липолитическую активность на 12—13 сутки культивирования на овсяной среде с глицерином (1%) и сульфатом цинка (0.01%). Внесение в тринадцатисуточную культуру гриба кукурузного масла в концентрации 1—3 % существенно (в 1.6—3.1 раза) увеличивает содержание липидов в грибном мицелии после 12 сут инкубирования по сравнению с контрольным вариантом без масла. Обнаружено, что уровень арахидоновой кислоты в липидах, полученных биоконверсией 2% кукурузного масла с помощью гриба Mortierella alpina ГР-1 значительно ниже (3.5%), чем ее содержание в исходных липидах тринадцатисуточного мицелия (58%). Найдено, что в этих условиях конверсия жирных кислот, аккумулированных мицелием Mortierella alpina ГР-1 липидов кукурузного масла, приводит к образованию олеиновой, а не арахидоновой кислоты.
It has been shown, that fungus Mortierella alpina TP-1 — the producer of arachidonic acid — reveals maximum lipolytic activity on 12-13 days of cultivating on oat medium with glycerol (1%) and zinc sulfate (0.01%). The addition of corn oil in concentrations 1—3 % to 13-day culture significantly increases lipids content in fungal mycelium (in 1.6—3.1 times) after 12 days of incubation in compare with control variant without oil. It has been found, that content of arachidonic acid in lipids obtained by bioconversion of 2% corn oil is considerably lower (3.5%) than in lipids of 13-day mycelium (58%). It has been found that at these conditions the conversion of fatty acids of corn oil lipids accumulated by fungus Mortierella alpine leads to obtainment oleic, but not arachidonic acid
Key words: arachidonic acid; bioconversion of vegetable oils; Mortierella alpina.
Ключевые слова: арахидоновая кислота; биоконверсия растительных масел; Mortierella alpina.
Растительные масла могут быть конвертированы с помощью фикомицетов Mortierella alpina в грибные липиды, содержащие ценные полиненасыщенные жирные кислоты 1-3, в том числе в арахидоновую кислоту. Благодаря широкому спектру физиологической активности арахидоновая кислота представляет большой интерес для фармацевтической и пищевой промышленности В частности, включение арахидоновой кислоты в диету стимулирует развитие детей 5'6 и мозговую деятельность пожилых людей 7. Такие производные арахи-
Дата поступления 04.10.11
доновой кислоты, как анандамид (арахидонил-этаноламид) и 2-арахидонилглицерин, являются эндогенными лигандами для каннабиноид-ных рецепторов 8. Амиды арахидоновой кислоты с серотонином или дофамином ингибируют агрегацию тромбоцитов человека 9.
В настоящей работе исследовано влияние начальной концентрации кукурузного масла на его биоконверсию в полиненасыщенные грибные липиды с помощью гриба Mortierella alpina ГР-1 в процессе твердофазного культивирования на овсяной среде с 1% глицерина и 0.01% сульфата цинка (среда ОГЦ) при 23—25 °С.
Вместе с тем, сравнение составов кукурузного масла и грибных липидов показывает, что модификация экзогенных жирных кислот в клетках гриба Mortierella alpina ГР-1 все-таки происходит. На это указывает резкое увеличение уровня олеиновой кислоты (87%), содержание которой как в кукурузном масле, так и в липидах мицелия до трансформации, составляет около 26% (рис. 3). Кроме того, линоле-вая кислота, содержащаяся в кукурузном масле в концентрации 46%, в липидах гриба после трансформации практически отсутствует.
Полученные данные показывают, что в изученных условиях, обеспечивающих высокое содержание липидов в клетках гриба Mortierella alpina ГР-1 (около 65% от асб), линолевая и б-линоленовая кислоты, входящие в состав кукурузного масла, подвергаются гидрированию в олеиновую кислоту, а не дегидрированию и элонгации до арахидоновой кислоты.
Экспериментальная часть
Выращивание гриба Mortierella alpina ГР-1 проводили методом твердофазного культивирования на питательной среде ОГЦ (овсяные хлопья — 120 г/л, глицерин 10 г/л, сульфат цинка 0.01 %) при температуре 23—25 °С.
Трансформацию кукурузного масла осуществляли с помощью тринадцатисуточной культуры гриба. Масло вносили в ростовую среду в концентрации 1, 2 или 3 % и инкубировали культуру при температуре 23—25 оС в течение 12 сут. После окончания трансформации биомассу гриба собирали с поверхности среды, промывали от остатков непоглощенного растительного масла гексаном и высушивали. Липи-ды выделяли из сухого мицелия экстракцией с помощью хлороформа.
Для определения жирнокислотного состава грибных липидов получали метиловые эфи-ры жирных кислот, как описано в работе 12. Идентификацию метиловых эфиров жирных кислот проводили на хроматомасс-спектромет-ре GCMS-QP2010S SHIMADZU (электронная
ионизация при 70 эВ). Количественный анализ состава полученных препаратов метиловых эфиров жирных кислот осуществляли на хроматографе Хроматэк Кристалл с пламенно-ионизационным детектором на капиллярной колонке 60 м х 0.32 мм ID Solgel-Wax 0.5 |m. Режим анализа: температура термостата колонки — 250 °С, температура детектора — 320 оС, температура испарителя — 320 оС, скорость газа-носителя (азот) — 27.5 мл/мин.
Липолитическую активность гриба определяли по модифицированному методу Отто-Ямада
Литература
1. Shimizu S., Kawashima H., Akimoto K., Shinmen Y., Yamada H. // Appl. Microbiol. Biotechnol.— 1989.- V.32.— P.1.
2. Петухова H. И., Калимуллина Л. Я., Сюндюко-ва Ю. Р., Зорин В. В. // Баш. хим. ж.— 2008.— Т.15, №1.— С.19.
3. Shimizu S., Akimoto K., Kawashima H., Shin-men Y., Yamada, H. // J. Am. Chem. Soc.— 1989.— V.66.— P.237.
4. Yamauchi A., Nagao T., Watanabe Y., Sumida M., Kobayashi T., Shimada Y. // JAOCS.— 2005.— V.82.— P.833.
5. Carlson S. E., Werkman S. H., Peeples J. M., Cooke R. J., Tolley E. A. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.— 1993.— V.90.— P.1073.
6. Birch E., Garfield S., Hoffman D. G., Uauy R., Birch D. G. // Der. Med. Child Neurol.— 2000.— V.42.— P.174.
7. Boure J. M. // J. Nutr. Health Aging.— 2004.— V.8.— P.163.
8. Stella N., Schweltzer P., Plomelli D. // Nature.-1997.— V.388.— P.773.
9. Безуглов В. H., Маневич E. M., Арчаков А. В., Бобров M. Ю., Куклев Д. В., Петрухина Г. H., Макаров В. А., Бузников Г. А. // Биоорг. Химия.— 1997.— Т.23.— С.211.
10. Петухова H. И., Хузина А. В., Ландер О. В., Зорин В. В. // Баш. жим. ж.— 2009.— Т.16, №4.— С.83.
11. Гамаюрова В. С., Зиновьева М. E. Ферменты. Лабораторный практикум.— СПб.: Проспект науки, 2011.— 256 с.
12. А.С. 968072. СССР, МКИ С 12 Й 1/100./ Сул-танович Ю. А., Нечаев А. П., Барсукова И. А. // Б.И.— 1982.— №39.— С.223.
