КОНТРОЛЬ ТА КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСУ ЕКСТРАКЦІЇ В ПРОМИСЛОВІЙ БІОТЕХНОЛОГІЇ БЕТА-КАРОТИНУ З BLAKESLEA TRISPORA
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2021.3.05Ключові слова:
міцеліальний гриб Blakeslea trispora, промислова біотехнологія, β-каротин, екстрагенти, технологічні властивості, контроль та керуванняАнотація
Досліджено технологічні параметри, а саме температуру і тривалість процесу екстракції β-каротину з біомаси міцеліального гриба Blakeslea trispora рослинними оліями різного жирнокислотного складу і з різним вмістом природних антиоксидантів: рафінованими дезодорованими соняшниковою, високоолеїновою соняшниковою, кукурудзяною і кунжутною. Створено статистичні моделі залежностей вмісту β-каротину в олійних екстрактах означених рафінованих дезодорованих олій від температури та тривалості екстракції, а також величини аналітичних чисел, що характеризують вміст вільних жирних кислот (кислотне число) та первинних продуктів окиснення ліпідів (пероксидне число) від температури та тривалості екстракції.
Визначено раціональні параметри екстракції β-каротину з біомаси Blakeslea trispora обраними екстрагентами (рафінованими дезодорованими соняшниковою, високоолеїновою соняшниковою, кукурудзяною і кунжутною оліями) для керування технологічними властивостями його розчинів. Доведено, що застосування вказаних рафінованих дезодорованих олій як екстрагентів практично не впливає на вміст цільового продукту в олійних екстрактах біомаси, але впливає на аналітичні числа екстрактів, що характеризують вміст вільних жирних кислот, пероксидів та гідропероксидів. Найбільший вміст вільних жирних кислот спостерігається під час екстрагування β-каротину з біомаси соняшниковою олією, мінімального вмісту вільних жирних кислот вдається досягти в екстрактах кукурудзяної і кунжутної олій. Найбільший вміст первинних продуктів окиснення ліпідів (пероксидів та гідропероксидів) спостерігається під час екстрагування β-каротину з біомаси соняшниковою олією, мінімального вмісту вільних жирних кислот вдається досягти в екстрактах кунжутної олії.
За допомогою отриманих апроксимаційних залежностей можна прогнозувати вміст β-каротину, а також величини кислотного і пероксидного чисел в олійних екстрактах біомаси в означених рафінованих дезодорованих оліях в залежності від температури та тривалості процесу екстракції.
Посилання
Borowitzka М.А. 11-Carotenoid Production Using Microorganisms // Single Cell Oils (Second Edition). Microbial and Algal Oils. 2010. Р. 225–240.
Anatskyi A.S., Kunshchykova Ye.O. Vplyv stupenia aeratsii kulturalnoi ridyny na biosyntetychnu aktyvnist hrybnoi kultury blakeslea trispora // Visnyk Dnipropetrovskoho universytetu. Biolohiia. Ekolohiia. 2009. Vyp. 17. T. 2. P. 15–19.
Roukas T. Modified rotary biofilm reactor: A new tool for enhanced carotene productivity by Blakeslea trispora // Journal of Cleaner Production. 2018. Vol. 174. P. 1114–1121.
Belinska A.P., Krychkovska L.V., Zekunova T.I. Rozrobka tekhnolohichnykh rezhymiv rafinatsii oliinykh rozchyniv β-karotynu // Naukovi pratsi Odeskoi natsionalnoi akademii kharchovykh tekhnolohii. 2010. Vyp. 38 (2). P. 157–160.
Не Z., Wang Sh., Yang Yu., Hu J., Wang C., Li H., Ma B. β-Carotene production promoted by ethylene in Blakeslea trispora and the mechanism involved in metabolic responses // Process Biochemistry. 2017. Vol. 57. P. 57–63.
Gagarina L.V., Evteeva N.M., Smurova L.L., Bobneva S.M. Vliyanie maslyanoj osnovy na stabil'nost' rastvorennogo mikrobiologicheskogo karotina // Himiko-farmacevticheskij zhurnal. 1996. T. 30, № 6. P. 51–56.
Kudinova S.P. Razrabotka tekhnologii polucheniya i farmako-toksikologicheskie issledovaniya betakarotina: Avtoref. dis… dokt. biol. nauk. Krasnodar. 2003. 45 p.
Krichkovskaya L.V. Sozdanie biologicheski-aktivnyh produktov na osnove sta-bilizirovannogo karotina biotekhnologicheskogo proiskhozhdeniya: Avtoref. dis... dokt. biol. nauk, Kiev. 2003. 36 s.
Choudhari Sh., Singhal R. Media optimization for the production of β-carotene by Blakeslea trispora: A statistical approach // Bioresource Technology. 2008. Vol. 99, Is. 4, P. 722–730.
Jing K., He Sh., Chen T., Lu Y. Enhancing beta-carotene biosynthesis and gene transcriptional regulation in Blakeslea trispora with sodium acetate // Biochemical Engineering Journal. 2016. Vol. 114. P. 10–17.
Chernova L.A., Gorban' V.G., Antonenko S.P., Gudvilovich I.N., Borovkov A.B. Poluchenie maslyanogo ekstrakta karotinoidov iz mikrovodorosli Dunaliella salina // Byuleten' DNBS. 2013. Vip. 108. P. 63–69.
Nwoba E.G., Rohani T., Raeisossadati M., Vadiveloo A., Bahri P.A. Monochromatic light filters to enhance biomass and carotenoid productivities of Dunaliella salina in raceway ponds // Bioresource Technology. 2021. Vol. 340. 125689.
Pourkarimi S., Hallajisani A., Alizadehdakhel A., Nouralishahi A., Golzarу A. Factors affecting production of beta-carotene from Dunaliella salina microalgae // Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 2020. Vol. 29. 101771.
