Effect of medium modification on bio-catalytic properties of yeasts

Abstract

Drożdże stanowią bogate źródło enzymów wykorzystywanych w procesach biotechnologicznych przemysłu spożywczego. Działanie enzymów polega na katalizowaniu reakcji chemicznych nie tylko w organizmach żywych, ale także i poza nimi, zatem drożdże mogą również spełniać ważną rolę w syntezach chemicznych. Z punktu widzenia przetwarzania produktów spożywczych szczególnie istotne są reakcje estryfikacji i hydrolizy estrów. Celem pracy było określenie wpływu składu pożywki na aktywność katalityczną trzech gatunków drożdży Rhodotorula glutinis, Pichia jadinii i Saccharomyces cerevisiae, na przykładzie reakcji modelowej, jaką jest hydroliza laurynianu fenylu. Badane gatunki drożdży, celem porównania, hodowano w standardowych warunkach (podłoże YPD) oraz na pożywkach wzbogacanych w różne źródła azotu oraz węgla. Najskuteczniejsze w hydrolizie estru, przy udziale w pożywce hodowlanej oliwy z oliwek, były drożdże z gatunku Pichia jadinii, (ok. 50 % przereagowania laurynianu fenylu po 10 h, w porównaniu z 8 % przereagowaniem przy standardowej pożywce YPD), natomiast gatunek Rhodotorula glutinis najskuteczniej hydrolizował badany ester podczas hodowli w obecności mocznika (powyżej 50 % po 5 h w porównaniu z 8 % przy zastosowaniu YPD). W przypadku Saccharomyces cerevisiae, hodowanego w obecności oliwy z oliwek, przereagowanie rzędu 50 % osiągnięto dopiero po 40 h. Można zatem wnioskować, że właściwe modyfikacje pożywki pozwalają na stymulowanie lipolitycznych zdolności poszczególnych gatunków drożdży.Yeasts constitute a rich source of enzymes used in biotechnological processes in food industry. The activity of enzymes consists in catalyzing chemical reactions not only in live organisms, but, also, outside those live organisms, thus, yeasts can also fulfil an important role in chemical syntheses. From the point of view of food products processing, the reactions of esterification and hydrolysis of esters are particularly essential. The objective of this paper was to determine the impact of medium composition on the catalytic activity of three kinds of yeasts: Pichia jadinii, Rhodotorula glutinis, and Saccharomyce cerevisiae exemplified by a model reaction of hydrolysis of phenyl laurate. The yeasts studied were cultured under the typical conditions (YDP medium) and on media enriched by various sources of nitrogen and carbon. The Pichia jadinii yeasts proved to be most efficient in the hydrolysis of esters with a medium containing olive oil (about 50 % of the conversion of phenyl laurate after 10 h compared to 8 % of conversion using a standard YPD medium). As for Rhodotorula glutinis, the ester studied hydrolyzed most efficiently while being culture with the participation of urea (more than 50 % after the 5 h compared with 8 % with the YPD medium applied). In the case of Saccharomyce cerevisiae, cultured in the presence of olive oil, a level of 50% of the conversion was reached as late as after 40 h. Therefore, it can be concluded that proper modifications of medium allow for the stimulation of lypolytic activity of individual kinds of yeasts