МИКРОБНЫЙ СИНТЕЗ ЭКЗОПОЛИСАХАРИДА ЭТАПОЛАНА НА РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ОТРАБОТАННЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ

С целью повышения экономической эффективности технологий продуктов микробного синтеза в качестве субстратов используются промышленные отходы. Отработанные (пережаренные) растительные масла являются дешевыми и доступными в необходимых для применения в микробных технологиях количествах. Однако при жарке в маслах образуются токсические вещества (ингибиторы синтеза целевого продукта), количество которых зависит от состава масла, в частности от соотношения в нем моно- и полиненасыщенных жирных кислот. Изучен синтез микробного экзополисахарида (ЭПС) этаполана на отработанных маслах с различным соотношением моно- и полиненасыщенных жирных кислот. Культивирование Acinetobacter sp. IМВ B-7005 (продуцент этаполана) осуществляли в жидкой среде, содержащей в качестве источника углерода отработанные масла (5 %), характеризующиеся высоким содержанием как полиненасыщенных (подсолнечное, кукурузное), так и мононенасыщенных (оливковое, рапсовое) жирных кислот. Количество ЭПС определяли весовым методом после осаждения изопропанолом, ЭПС-синтезирующую способность – как отношение концентрации ЭПС к концентрации биомассы. Максимальная концентрация ЭПС (11–14 г/л) наблюдалась при выращивании продуцента на отработанных после жарки мяса подсолнечном и кукурузном маслах с использованием инокулята, выращенного на соответствующем рафинированном масле. Количество этаполана, синтезированного в аналогичных условиях культивирования Acinetobacter sp. ИМВ В-7005 на отработанных рапсовом и оливковом маслах, было ниже (9–10 г/л), однако его ЭПС- синтезирующая способность (10–15 г ЭПС/г биомассы) превышала в 1,6–2,4 раза таковую при применении подсолнечного и кукурузного масел. Возможность синтеза этаполана на отработанном масле любого качества (подсолнечное, кукурузное, рапсовое, оливковое) позволяет не только утилизировать накапливающиеся в больших количествах токсичные отходы, но и разработать универсальную технологию получения этого полисахарида, не зависящую от типа, качества и поставщика отработанного масла. 

1. Fry, J. The importance of the global oils and fats supply and the role that palm oil plays in meeting the demand for oils and fats worldwide / J. Fry, C. Fitton // J. Am. Coll. Nutr. – 2010. – Vol. 29, N 3. – P. 245–252.

2. Patrick, C. Rapeseed market, worldwide and in Europe / C. Patrick, A. Pouzet // OCL. – 2014. – Vol. 21, N 1. doi: 10.1051/ocl/2013054.

3. Концеба, С. М. Тенденции развития мирового производства и переработки рапса / С. М. Концеба, П. Т. Саблук // Экономика АПК. – 2010. – № 7. – С. 57–63.

4. Panadare, D. C. Applications of waste cooking oil other than biodiesel: a review / D. C. Panadare, V. K. Rathod // IJChE. – 2015. – Vol. 12, N 3. – P. 55–76.

5. Hossain, A. B. M. S. Biodiesel fuel production from palm, sunflower waste cooking oil and fish byproduct waste as renewable energy and environmental recycling process / A. B. M. S. Hossain, M. S. AlEissa // Br. Biotechnol. J. – 2016. – Vol. 10, N 4. doi: 10.9734/BBJ/2016/22338.

6. Подгорский, В. С. Интенсификация технологий микробного синтеза / В. С. Подгорский, Г. О. Иутинская, Т. П. Пирог. – Киев: Наук. думка, 2010. – 327 с.

7. Ivahniuk, M. O. Intensification of microbial exopolysaccharide ethapolan synthesis under Acinetobacter sp. IМV B-7005 cultivation on sunflower oil / M. O. Ivahniuk, T. P. Pirog // Ukr. Food J. – 2014. – Vol. 3, N 2. – P. 257–262.

8. Ивахнюк, Н. А. Влияние способа подготовки посевного материала на синтез полисахарида этаполана на маслосодержащих субстратах / Н. А. Ивахнюк, Т. П. Пирог // Науч. тр. Нац. ун-та пищевых технологий. – 2015. – Т. 21, № 5. – С. 17–21.

9. Биотрансформация бактериями рода Acinetobacter отработанного подсолнечного масла в поверхностно-активные вещества и экзополисахариды / Т. П. Пирог [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. біял. навук. – 2015. – № 4. – С. 124–129.

10. Choe, E. Chemistry of deep-fat frying oils / E. Choe, D. B. Min // J. Food Sci. – 2007. – Vol. 72, N 5. – P. 77–86. doi: 10.1111/j.1750-3841.2007.00352.x.

11. Changes in food caused by deep fat frying: a review / K. Bordin [et al.] // Arch. Latinoam. Nutr. – 2013. – Vol. 63, N 1. – P. 5–13.

12. Chemical alterations taken place during deep-fat frying based on certain reaction products: a review / Q. Zhang [et al.] // Chem. Phys. Lipids. – 2012. – Vol. 165, N 6. – P. 662–681. doi: 10.1016/j.chemphyslip.2012.07.002.

13. Лакин, Г. Ф. Биометрия: [учеб. пособие для биол. спец. вузов] / Г. Ф. Лакин. – М.: Высш. шк., 1990. – 352 с.

14. Houhoula, D. P. A kinetic study of oil deterioration during frying and a comparison with heating / D. P. Houhoula, V. Oreopoulou, C. Tzia // JAOCS. – 2002. – Vol. 79, N 2. – P. 133–137.

15. Fatty acid and phenolic compound concentrations in eight different monovarietal virgin olive oils from extremadura and the relationship with oxidative stability / A. Montaño [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2016. – Vol. 17. doi:10.3390/ijms17111960.

16. Pirog, T. P. Exopolysaccharides synthesis on industrial waste / T. P. Pirog, M. O. Ivakhniuk, A. A. Voronenko // Biotechnol. Acta. – 2016. – Vol. 9, N 2. – Р. 7–18. doi: 10.15407/biotech9.02.007.

17. Bacterial cellulose production from industrial waste and by-product streams / E. Tsouko [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2015. – Vol. 16, N 7. – P. 14832–14849. doi: 10.3390/ijms160714832.

18. Industrial wastewater as raw material for exopolysaccharide production by Rhizobium leguminosarum / M. Sellami [et al.] // Braz. J. Microbiol. – 2015. – Vol. 46, N 2. – P. 407–413.

19. Биосинтез поверхностно-активных веществ на промышленных отходах / Т. П. Пирог [и др.] // Biotechnol. Acta. – 2014. – Т. 7, № 5. – С. 9–26.

20. Elazzazy, A. M. Isolation and characterization of biosurfactant production under extreme environmental conditions by alkali-halo-thermophilic bacteria from Saudi Arabia / A. M. Elazzazy, T. S. Abdelmoneim, O. A. Almaghrabi // Saudi J. Biol. Sci. – 2015. – Vol. 22, N 4. – P. 466–475. doi: 10.1016/j.sjbs.2014.11.018.