Производство бета-каротина
Астаксантин является одним из наиболее активных антиоксидантов и используется в медицине для лечения ряда заболеваний. Препараты астаксантина широко используются в качестве кормовой добавки в рыбоводстве, особенно при выращивании лососей, и аквариумоводстве.
Основным источником для получения астаксантина служит водоросль Haematococcus инцистированные клетки которой содержат до 4% каротиноида. Астаксантин был обнаружен также в дрожжах Phaffia rhodozyma (телеоморфа Xanthophyllomyces dendrorhous). Генетически модифицированные штаммы Phaffia содержат до 1-2% астаксантина и могут также использоваться для промышленного получения этого каротиноида.
Клетки овальные или круглые, иногда удлиненные. Почкование истинное, многостороннее. Может формироваться примитивный псевдомицелий, но истинного мицелия не образуют. Диплоидизация происходит в результате слияния двух гаплоидных клеток (гологамия). Вегетативно размножаются в основном диплоидные клетки. Аски образуются преимущественно из вегетативных диплоидных клеток. Аски круглые или овальные, при созревании спор не вскрываются. Аскоспоры круглые или слабоовальные, бесцветные, гладкие, 1-4 в аске. Все виды активно сбраживают сахара. Дрожжи этого рода с давних времен распространены в кустарном виноделии и широко используются в разных отраслях бродильной промышленности, в связи с чем они более всех других дрожжей изучены в разных аспектах. Их систематика, однако, многократно пересматривалась. Центральный вид - Saccharomyces cerevisiae известен в десятках синонимов, которые в настоящее время рассматриваются как производственные расы, но не самостоятельные виды.
Потребность дрожжей в витаминах
Одна из характеристик, используемых для таксономического описания дрожжей - потребность в витаминах. Более 80% всех известных видов дрожжей не способны к росту на среде, не содержащей витамины (ауксотрофны). Наибольшее число видов (около 65%) нуждается в биотине и тиамине. Из других витаминов в таксономии дрожжей используется определение потребности в рибофлавине, пантотеновой кислоте, пиридоксине, инозите и никотиновой кислоте.
Биотин, витамин H (B7) |
Тиаминпирофосфат, витамин B1 |
Рибофлавин, витамин B2 |
Пантотеновая кислота, витамин B5 |
Пиридоксин, витамин B6 |
мио-Инозит, витамин B8 |
Никотиновая кислота, Ниацин, витамин PP |
Для определения потребности исследуемого штамма в том или ином витамине его выращивают на стандартной среде, содержащей определенный витамин, и сравнивают с ростом на этой же среде, не содержащей витаминов. В случае, если добавление витамина приводит к существенному увеличению роста, делают вывод о ауксотрофности штамма по этому витамину. Тесты на способность к росту на безвитаминной среде и определение потребности в конкретных витаминах входят в стандартное описание вида дрожжей.
Зависимость скорости роста ауксотрофных штаммов дрожжей от содержания определенных витаминов была использована для разработки методов определения концентрации витаминов в различных средах по измерению прироста дрожжевой биомассы.
Стандартные среды для физиологических тестов
Разделение дрожжей на виды базируется на многих характеристиках, среди которых важное место занимают как морфологические, так и физиологические признаки - способность к росту на различных органических соединениях в качестве единственного источника углерода и энергии, способность к усвоению различных источниках азота, потребность в различных витаминах и т.п. Все эти характеристики сильно зависят от состава среды и условий культивирования, поэтому в систематике дрожжей разработаны и применяются среды стандартного состава. Полный набор таких сред выпускается в готовом виде фирмой Difco (Difco Laboratories, в 1997 г. вошедшая в состав BD Diagnostic Systems). Среди этих сред наиболее популярны: морфологический агар - для описания макро- и микроморфологических характеристик дрожжевой культуры, азотная основа - для определения способностей к росту на различных источниках углерода, углеродная основа - для определения способности к усвоению различных источников азота, базвитаминная среда - для определения потребностей в витаминах.
Состав этих сред приведен в таблице:
Ингредиенты (на 1 л воды) |
Морфологи-ческий агар |
Азотная основа |
Углеродная основа |
Среда без витаминов |
Источники углерода и азота, г | ||||
Глюкоза |
10 |
— |
10 |
10 |
(NH4)2SO4 |
3.5 |
5 |
— |
5 |
Аспарагин |
1.5 |
— |
— |
— |
Макроэлементы, г | ||||
КH2РO4 |
0.85 |
0.85 |
0.85 |
0.85 |
К2НРО4 |
0.15 |
0.15 |
0.15 |
0.15 |
MgSO4 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
NaCl |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
СаСl2 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
Аминокислоты, мг | ||||
L-Гистидин НСl |
10 |
10 |
1 |
10 |
DL-Метионин |
20 |
20 |
2 |
20 |
DL-Триптофан |
30 |
20 |
2 |
20 |
Витамины. мкг | ||||
Пантотенат кальция |
2000 |
2000 |
2000 |
— |
Фолиевая кислота |
2 |
2 |
2 |
— |
Инозит |
10000 |
10000 |
10000 |
— |
Никотиновая кислота |
400 |
400 |
400 |
— |
Парааминобензойная кислота |
200 |
200 |
200 |
— |
Пиридоксин НСl |
400 |
400 |
400 |
— |
Рибофлавин |
200 |
200 |
200 |
— |
Тиамин НСl |
400 |
400 |
400 |
— |
Биотин |
20 |
20 |
20 |
— |
Микроэлементы, мкг | ||||
Н3РО3 |
500 |
500 |
500 |
500 |
CuSO4 |
40 |
40 |
40 |
40 |
KJ |
100 |
100 |
100 |
100 |
FeCl3 |
200 |
200 |
200 |
200 |
MnSO4 |
400 |
400 |
400 |
400 |
Na2MoO4 |
200 |
200 |
200 |
200 |
ZnSO4 |
400 |
400 |
400 |
400 |
Промытый агар, г |
18 |
— |
— |
— |
Количество сухой готовой среды фирмы «Difco» на 1 л, г |
35 |
6.7 |
11.7 |
16.7 |