*119995*

Олефіренко Ю.Ю., Пирог Т.П.

Національний університет харчових технологій, Київ, Україна

СИНТЕЗ МІКРОБНОГО ЕКЗОПОЛІСАХАРИДУ ЕТАПОЛАНУ ЗА УМОВ РОСТУ ACINETOBACTER SP. ІМВ В-7005 НА СОНЯШНИКОВІЙ ОЛІЇ

Етаполан – мікробний екзополісахарид (ЕПС), синтезований Acinetobacter sp. ІМВ B-7005. Він містить у своєму складі ацильований полісахарид, наявність жирних кислот (С₁₂ – С₁₈) у якому і визначає здатність цього полімеру до емульгування, підвищення в’язкості за присутності одно- і двовалентних катіонів, при зниженні рН, у системі Cu²⁺-гліцин.

У попередніх дослідженнях встановлено можливість інтенсифікації синтезу етаполану у процесі культивування Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 на суміші енергетично дефіцитних (ацетат і меляса) та енергетично нерівноцінних (фумарат і меляса) ростових субстратів. Недоліком розроблених технологій є підвищення рН (до 9,0 – 9,8) у процесі культивування за рахунок асиміляції солей органічних кислот (ацетат, фумарат) симпортом з протоном. За такого рН синтезується низькоацильований етаполан, розчинам якого не притаманні необхідні для практичного використання реологічні властивості.

Використання соняшникової олії як попередника біосинтетичних процесів Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 супроводжувалося зміною не тільки реологічних властивостей препаратів етаполану, а й підвищенням кількості синтезованого ЕПС та біомаси продуцента.

Мета роботи полягала у дослідженні можливості інтенсифікації синтезу етаполану Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 на соняшниковій олії.

Як об’єкт досліджень використовували ЕПС-синтезувальний штам бактерій Acinetobacter sp. 12S, депонований в Депозитарії Інституту мікробіології і вірусології НАН України за номером ІМВ В-7005.

Культивування Acinetobacter sp. ІМВ B-7005 здійснювали на рідкому мінеральному середовищі, яке як джерело вуглецю та енергії містило соняшникову олію (1 %, об’ємна частка).

На початку процесу культивування, в експоненційній і стаціонарній фазі росту у середовище вносили попередники біосинтезу – глюкозу і фумарат у концентрації 0,05 і 0,1 % (масова частка).

Синтез ЕПС оцінювали за такими показниками: концентрація ЕПС, концентрація абсолютно сухої біомаси (АСБ), ЕПС-синтезувальну здатність та реологічні властивості препаратів етаполану.

Концентрацію біомаси визначали за оптичною густиною клітинної суспензії з наступним перерахунком на АСБ у відповідності з калібрувальним графіком. Кількість синтезованих ЕПС – ваговим методом після осадження органічним розчинником. ЕПС-синтезувальну здатність визначали як відношення кількості синтезованого ЕПС до АСБ та виражали у г ЕПС/г АСБ.

Реологічні властивості 0,05 % препаратів етаполану визначали за ступенем змінення в’язкості за присутності 0,1 М КСl та у системі Сu²⁺-гліцин, що є індивідуальною властивістю даного полімеру.

Встановлено, що культивування Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 на середовищі із соняшниковою олією за присутності 0,05 % глюкози супроводжувалося підвищенням кількості синтезованого етаполану у 2,1 – 2,6 рази порівняно із вирощуванням продуцента у середовищі без попередника (табл. 1). При цьому максимальна кількість ЕПС досягалася за внесення глюкози у стаціонарній фазі росту продуцента.

Внесення 0,1 % глюкози у процесі культивування Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 на соняшниковій олії дало змогу підвищити показники синтезу етаполану у 1,6 – 1,9 рази незалежно від моменту додавання попередника (табл. 1). Внесення глюкози в експоненційній фазі росту супроводжувалося утворенням найбільшої кількості етаполану порівняно з вирощуванням продуцента без попередника у середовищі із олією.

Таблиця 1

Синтез етаполану Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 за внесення

глюкози і фумарату у середовище із соняшниковою олією

Концентрація попередника, % (масова частка)	Момент внесення попередника (фаза росту)	Концентрація ЕПС, г/л (% від контролю) за внесення:
		глюкози	фумарату
0,05	Лаг-фаза	242±12	114,3±6
	Експоненційна	214,3±11	243±12
	Стаціонарна	257±13	221,4±11
0,1	Лаг-фаза	171,4±9	164,3±8
	Експоненційна	193,8±10	214,3±11
	Стаціонарна	157±8	257±13

Примітки. Контроль (100%) – показники синтезу етаполану на середовищі без глюкози і фумарату.

Незалежно від моменту внесення 0,05 % фумарату у середовище культивування Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 із соняшниковою олією спостерігали підвищенням кількості утвореного етаполану на 14 – 143 % (табл. 1) порівняно з вирощуванням штаму ІМВ В-7005 на олії без попередника. Максимальне підвищення показників синтезу ЕПС досягалося за внесення фумарату в експоненційній фазі росту продуцента.

Внесення 0,1 % фумарату у середовище із соняшниковою олією супроводжувалося зростанням кількості утвореного полісахариду у 1,6 – 2,6 рази (табл. 1) незалежно від моменту додавання попередника. Найвищий показник синтезу ЕПС було отримано при додаванні фумарату у стаціонарній фазі росту Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 (257 %) порівняно з культивуванням штаму ІМВ В-7005 у середовищі без попередників.

Дослідження реологічних властивостей препаратів етаполану за присутності 0,1 М KCl та у системі Cu²⁺-гліцин показало підвищення останніх у разі внесення як 0,05 % глюкози, так і 0,05 % фумарату у стаціонарній фазі росту продуцента на соняшниковій олії (табл. 2).

Таблиця 2

Реологічні властивості етаполану, синтезованого на соняшниковій олії з додаванням глюкози і фумарату

Попередник	Відносне збільшення кінематичної в'язкості, % від контролю
	за присутності KCl	у системі Cu^2+-гліцин
Глюкоза	325±16	325±16
Фумарат	990±50	310±15

Примітки. Глюкозу і фумарат (0,05 %) вносили у середовище із соняшниковою олією у стаціонарній фазі росту продуцента. Контроль (100%) – реологічні властивості етаполану на середовищі без екзогенних попередників.

При цьому показники зростали у 3 – 9,9 разів при дослідженні розчинів ЕПС у відповідних тест-системах порівняно з препаратами етаполану, синтезованого на середовищі без попередників.

Отже, у результаті виконання роботи встановлено можливість інтенсифікації синтезу етаполану додаванням у середовище із соняшниковою олією екзогенних попередників (глюкоза і фумарат). Показано залежність показників синтезу та реологічних властивостей від концентрації і моменту внесення попередників біосинтезу у середовище культивування із соняшниковою олією. Отримані результати можуть бути використані для розробки технологій отримання екзополісахариду етаполану на соняшниковій олії.