Odpadowe soki roślinne jako surowiec do produkcji biomasy drożdży. Część I. Odciek lucerny

Lucerne waste juice has been estimated from the point of view of its usability for the production of yeast biomass. Two Candida strains, isolated from lucerne, grew well in this parent medium in the whole vegetation season, but the substantial variability of the chemical composition, particularly the concentration of sugars and nitrogen had an essential eff ect on both finał cell mass and the dynamics of yeast growth. The highest increments of biomass from 9.4 to 20.4 g dry matter/dm³ were obtained at the outset of the vegetation season. Later, together with the drop in sugar concentration the increment of biomass was decreasing. The growth rate of yeast also fell to 0.26 h⁻¹. Yeasts were cultivated in a fermenter and on a shaker under non-sterile conditions at pH 3.8 to 3.9.Oceniano odciek lucerny w okresie od końca maja do połowy września 1977 r. pod kątem jego przydatności do produkcji biomasy drożdży. Stosowano dwie kultury drożdży C. utilis Z-2 i C. brumptii Z-1, wyizolowane wcześniej z samorzutnie zafermentowanego soku lucerny. Obydwa szczepy rosły dobrze w badanych odciekach w pH 3,8-3,9. Występowała duża zmienność składu chemicznego odcieków otrzymywanych z lucerny w różnym okresie sezonu wegetacyjnego, zwłaszcza wahania stężenia cukrów i azotu, które miały istotny wpływ zarówno na plon biomasy, jak i na dynamikę wzrostu drożdży. Poziom azotu wahał się od 50 do 150 m% natomiast stężenie cukrów od 0,35 do 3%, przy czym najwyższe było na początku sezonu wegetacyjnego (rys. 1). W sumie cukrów występowały dobrze metabolizowane przez drożdże: glukoza, fruktoza i sacharoza. Jedynie na przełomie czerwca i lipca pojawiały się niewielkie ilości maltozy, rafinozy i niezidentyfikowany cukier o wyższym od poprzednich Rf. Najwyższe przyrosty biomasy drożdży, od ok. 10 do 20 g ss/dm³ osiągano w odciekach z początku sezonu wegetacyjnego (tab. 1 i 2). Później ze spadkiem stężenia cukrów plon biomasy obniżał się do ok. 6 g/dm³. Wydajność biomasy, zwłaszcza w środowiskach o niskiej zawartości cukrów była wysoka, znacznie przekraczała wartość teoretyczną 0,5, wskazując że drożdże wykorzystywały ze środowiska jeszcze inne, niecukrowe związki w charakterze źródła węgla i energii. Potwierdzeniem tej koncepcji jest ujawnianie się diauksji w przebiegu wzrostu droż dży w środowiskach zawierających wyjściowo poniżej 0,7% cukrów (rys. 2.). C. utilis rosła w odciekach lucerny szybciej niż C. brumptii. Najwyższą specyficzną szybkość wzrostu tego szczepu, 0,66 h⁻¹, stwierdzano w soku zawierającym 2,46% cukrów. Wraz z obniżeniem stężenia cukrów w środowisku ulegał a również obniżeniu szybkość wzrostu drożdży, do ok. 0,3 h⁻¹ (tab. 3). Możliwe okazało się również prowadzenie hodowli drożdży w soku, z którego nie wydzielono wcześniej białek. W wyniku tego procesu środowisko zostało pozbawione cukrów, niekorzystnych w procesie termicznej koagulacji białek soku roślinnego, ponadto wyraźnie wzrósł udział azotu białkowego w ogólnej puli obecnego w środowisku azotu, z 69% do 93% (rys. 3)

Stabilnosc biosyntetyczna szczepow Bacillus subtilis i Bacillus polymyxa podczas przechowywania

The purpose of the study was to evaluate the effectiveness of preservation of two bacteria strains: Bacillus subtilis B-3 and Bacillus poly my xa В-20 (proteinase and amylase producers) in the form of dried spores on glass beads. In our study we have found that the survival level of the two strains after 15 months of storage was 100%. The viability of B. subtilis B-3 was 20% lower than that of the control culture maintained by subculturing on agar slants and stored at 4°C (µ = 1.8 h-1 and µ = 2.16 h-1), whereas the viability of B. polymyxa B-20 was similar to that of the control culture (µ = 1.3 h-1). The biosynthetic capability of B. polymyxa B-20 remained at unchanged levels of 303 FSU and 2.5 AU, but only when the spores had been stored on glass beads with starch as the protective agent. The biosynthetic activity of B. subtilis B-3 was 76% lower in the case of proteinases and 60% lower in the case of amylases. The method of storage of bacteria in the form of spores dried on glass beads, described in this paper, can be recommended for B. polymyxa B-20 strain, but it is not suitable for B. subtilis B-3 since the bacteria have lost, to a large extent, their biosynthetic ability.W pracy oceniano skuteczność metody przechowywania w formie przetrwalników na perełkach szklanych, dwóch szczepów B.subtilis B-3 i B.polymyxa B-20, producentów proteinaz i amylaz. Wykazano, że po 15 miesiącach przechowywania badane szczepy przeżywały w 100% (Tabela 1,2). Żywotność szczepu B.subtilis B-3 po tym czasie byla niższa o 20% w stosunku do kontroli którą stanowiła kultura okresowo przeszczepiana i przechowywana na skosach w temperaturze 4°C (µ = 1,8 godz-1 i µ = 2,16 godz-1), natomiast szczepu B.polymyxa B-20 była zbliżona do kontroli (µ = 1,3 godz-1). Szczep B.polymyxa B-20 zachowywał zdolność biosyntezy enzymów na niezmienionym poziomie (303 JFS i 2,5 JA) ale tylko podczas przechowywania przetrwalników na perełkach ze skrobią (Rys. 2). Aktywność biosyntetyczna szczepu B.subtilis B-3 była niższa w przypadku proteinaz o 76% zaś amylaz o 60% (Rys. 1). Opisaną metodę przechowywania bakterii w postaci wysuszonych przetrwalników na perełkach szklanych można polecić dla szczepu B.polymyxa B-20 i nie jest ona odpowiednia dla szczepu B.subtilis B-3, gdyż bakterie traciły w znacznym stopniu, uzdolnienia biosyntetyczne

Screeining Yarrowia lipolytica and Debaryomyces hansenii strains for adjunct starter culture to enhance cheese ripening process

W pracy scharakteryzowano 8 szczepów drożdży Yarrowia lipolytica i 13 szczepów Debaryomyces hansenii pod wzgledem poziomu aktywności proteolitycznej i lipolitycznej, ograniczonych zdolności do generowania amin biogennych i pigmentu, a także wzajemnych oddziaływań między szczepami obu gatunków. Najwyższymi zdolnościami do syntezy zewnątrz- i wewnątrzkomórkowych hydrolaz charakteryzowały się szczepy drożdży Y. lipolytica PII6a, PII6c i JII1c. W przypadku drożdży D. hansenii stwierdzono jedynie niewielką wewnątrzkomórkową aktywność proteolityczną i w większości przypadków pozakomórkową aktywność lipolityczną. Zdolność do produkcji pigmentu wykazywały jedynie drożdże Y. lipolytica, za wyjątkiem szczepów PII6a, PII6b i PII6c. Żaden z badanych szczepów obu gatunków nie degradował histydyny do histaminy, jakkolwiek drożdże Y. lipolytica wykazywały zdolność do produkcji szerszej gamy amin biogennych. Wszystkie szczepy drożdży D. hansenii produkowały toksyny killerowe. Jedynie 3 szczepy Y. lipolytica (JII1a JII1b i JII1c) wykazywały odporność na te toksyny.In this paper, some technological properties of 8 strains of Yarrovia lipolytica yeast and 13 strains of Debaryomyces hansenii yeasts were analyzed. The analysis focused on the level of their proteolytic and lipolytic activities, their limited ability to generate biogenic amines and pigment, and, also, on the mutual interactions between the strains of those two species. The yeast strains of Y. lipolytica (PII6a, PII6c and JII1c) demonstrated the best ability to synthetise both the extra- and the intracellular hydrolases. As regards the D. hansenii yeast strains, only a minor intracellular peptidase activity thereof was found, and, in the majority of cases, an extracellular lipolytic activity. Only the Y. lipolytica yeast strains showed an ability to produce pigment, except for the PII6a, PII6b, and PII6c strains. None of the strains of the two species analyzed degraded histidine to histamine, however, the Y. lipolytica yeast showed an ability to produce more biogenic amines. All the D. hansenii yeast strains produced killer toxins. Only three strains of Y. lipolytica (JII1a, JII1b, JII1c) demonstrated resistance to those killer toxins

Odpadowe soki roślinne jako surowiec do produkcji biomasy drożdży. Część II. Sok z liści buraka cukrowego

Cultivations of 16 yeast strains of the species Candida, Torulopsis, Pichia, Hansenula and Schizosaccharomyces were carried out in a fermented and non-fermented juice from sugar beet leaves. Most strains utilized well sugars and lactic acid contained in the medium. Increments of biomass in the best cultures from 12 to 20 g of dry matter/dm³ depending on the initial sugar concentration were noted. The crop of microbial protein was substantially battered by a complement of the medium with ammonia N. The strain C. scottii A-311 proved to be the best adapted to growth in this medium. A high growth dynamics of this culture was observed, which was expressed in a shortening doubling time of biomass.Oceniano wzrost 16 szczepów drożdży z rodzajów: Candida, Torulopsis, Pichia, Hansenula i Schizosaccharomyces w 4 różnych odcinkach otrzymanych z soku komórkowego liści buraka cukrowego po wydzieleniu z niego białek. Odcieki przygotowywano z jednej partii soku, zawierającego 2,57% cukrów; w jednym z odcieków podwyższono stężenie cukrów przez dodatek 1% glukozy. Pierwszy odciek otrzymano w wyniku termicznej koagulacji i wydzielenia białek z soku, pozostałe otrzymano z soku uprzednio poddanego fermentacji mlekowej, z którego białka wypadały samorzutnie przy końcu fermentacji po obniżeniu pH do 3.6. Wyjściowe pH 4.5 klarownych odcieków stanowiących środowisko do hodowli drożdży ustalano przy użyciu NH₄OH, Ca/OH/₂ lub H₂SO₄ . Poszczególne odcieki różniły się stężeniem cukrów od 1,54% do 2,63%, zawartością kwasu mlekowego od 0% do 0,94% i azotu od 126,1 do 241,8% (tab. 1). Większość szczepów drożdży rosła dobrze zarówno w sokach ukwaszanych biologicznie jak i nie poddawanych wcześniej fermentacji mlekowej dając w czasie 24 godz. hodowli wstrząsanych przyrosty biomasy rzędu 12-20 g ss/dm³ .(tab. 2-5). Wyróżniały się szczepy C. scottii A-311, C. utilis Z-2, C. guilliermondii K-29, T. globosa ADVI, C. krusei D-1. Większość szczepów metabolizowała kwas mlekowy, również cukry były efektywniej wykorzystywane z odcieków ukwaszanych biologicznie. Drożdże wyrastające w sokach ukwaszonych, neutralizowanych NH₄OH zawierały ponad 50% białka w suchej masie (tab. 3,5), podczas gdy biomasa drożdży wyrosłych w odciekach, w których nie zmieniano oryginalnego stężenia azotu była znacznie uboższa w białko. W zależności od składu chemicznego odcieku oraz zastosowanych drożdży uzyskiwano z 1 dm³ odcieku od 5,3 do 9,3 g białka mikrobiologicznego (rys. 1). Szczep drożdży C. scottii A-311 okazał się najlepiej przystosowany do rozwoju w ukwaszonym soku liści buraka cukrowego, rósł najszybciej w tym środowisku, utylizował wydajnie cukry oraz kwas mlekowy, nagromadzał w biomasie 54% białka (rys. 3)

Porównanie wzrostu wybranych szczepów drożdży w odpadowym soku z lucerny

The growth of 14 yeast strains in a lucerne waste juice was compared. The particular yeast cultures differed in efficiency and rate of utilization of sugars from the juice in the attained increments of biomass as well as in the protein content of the cells. The highest increment of biomass from 11.4 to 19.1 g d.m/l. was noted in C. utilis Z-2, C. guilliermondii K-29 and C. brumptii Z-1. The most dynamie growth was observed in C. utilis Z-2 and C. guilliermondii K-29. As a result of yeast cultivation the BOD₅ of the effluent dropped from 30-36.000 to 9-15.000 mg O₂/l.Porównano wzrost 14 szczepów drożdży wyodrębnionych z różnych środowisk naturalnych w odpadowym soku w produkcji koncentratów białkowych z lucerny. Badania te prowadzono w celu wytypowania szczepów drożdży najlepiej przystosowanych do wzrostu w tym środowisku. Szczepy te mogą znaleźć zastosowanie w produkcji drożdży paszowych na odpadowych sokach roślinnych. Poszczególne szczepy różniły się efektywnością i szybkością utylizacji cukrów zawartych w soku, wydajnością biomasy oraz poziomem białka w komórkach. Najlepsze przyrosty biomasy od 11,4 do 19,1 g ss/1 dawały C. utilis Z-2, C. guilliermondii K-29 i C. brumptii Z-1 (tab. 2, 3). Cechowała je wysoka wydajność wzrostu w przeliczeniu na zużyte cukry, wyższa od teoretycznej, co świadczyło o tym, że szczepy te wykorzystywały ze środowiska również inne związki organiczne w charakterze źródła węgla i energii. Najwięcej białka 53,1% stwierdzono w biomasie C. brumptii Z-1 (tab. 6). Najdynamiczniej rosły w soku C. utilis Z-2 i C. guilliermondii K-29, ze specyficzną szybkością wzrostu bliską μ = 0,68 h⁻¹ . Efektem hodowli drożdży była ok. 3-krotna redukcja BZTs soku (tab. 6)

Kinetics of killer toxin production by Deabryomyces hansenii yeasts

Celem pracy była charakterystyka kinetyki syntezy toksyn killerowych przez 3 szczepy drożdży. Biosynteza toksyn killerowych przebiegała wraz ze wzrostem drożdży, a w przypadku szczepu KI2a również po jego zakończeniu. Aktywność bójcza środowiska hodowlanego wzrastała w trakcie trwania procesów, osiągając poziom 60-70 uU/mL. Szybkość właściwa wzrostu i szybkość właściwa tworzenia toksyn killerowych były najwyższe w przypadku szczepu KI2a i wynosiły odpowiednio μ max = 0,27 h-1 i qur = 0,97 aU/mg biomasy/h.The aim of study was the characterization of killer toxin production kinetics by 3 strains of Debaryomyces hansenii. Biosynthesis of killer toxins was associated with yeasts growth or was elongated afterwards in a case of KI2a strain. Killer activity of toxins increased during the process, reaching the level of 60-70 uU/mL. The strain KI2a showed both the highest growth rate and the specific rate of killer toxins production equal to μmax= 0.27 h-1 and qnr= 0.97uU/mgh, respectively

Biosynteza enzymow litycznych przy udziale Trichoderma reesei M7-1 i ich wykorzystanie do otrzymywania protoplastow komorek drozdzy

Triclwderma reesei M7-1 was cultivated in Saunders media with various quantities of thermally inactivated cells of Yarrowia lipolytica biomass and Avicel cellulose (1 %) as inductors of lytic enzymes (ß-1,3- glucanases, chitinases and cellulases). The ß-1,3- glucanases and chitinases were best produced by T.reesei M7-1 in medium with 1.5% of biomass supplemented with 3% of Avicel cellulose. The highest activity of cellulase (FP-ase) was obtained when the medium was supplemented with cellulose alone (3%) or cellulose (3%) plus biomass (1.5%). The enzymatic preparation from T.reesei M7-1 (obtained during ethanol precipitation) was used to Y.lipolytica and Schwaniornyces occidentalis protoplast production and the effect of this process was comparable with that of commercial preparations

Continuous biosynthesis of citric acid by Yarrowia lipolytica under sulphur limitation

Proces ciągłej biosyntezy kwasu cytrynowego z glukozy przez szczep Y. lipolytica Wratislavia 1.31 prowadzono w warunkach limitacji wzrostu siarką, przy szybkości rozcieńczania D = 0,02 h-1. W stanie ustalonym stężenie kwasu cytrynowego wynosiło 32 g dm-3. Maksymalna produktywność kwasu wynosiła 0,64 g dm-3utrzymywała się przez 70 h procesu. Przyczyną obniżenia aktywności kwasotwórczej drożdży było wyczerpanie egzogennego jonu SO4 z podłoża oraz obniżenie stężenia azotu i fosforu w biomasie komórek.Continuous citric acid production by strain Y. lipolytica Wratislavi 1.31 was conducted in a chemostat under sulphur limitation at dilt tion rate of 0.02 h-1. In steady-state concentration of citric acid and c tratę productivity were 32 -3and 0.62 g dmg dm-3 h-1, respectively. Prt cess was stable only for 70 h. The decrease in citric acid productivit was correlated with the exhaust of SO42 ions from the medium an with a low amount of nitrogen and phosphorus in yeast biomass