Введение к работе
Актуальность темы. Дрожжевые организмы широко используются в различных биотехнологических процессах. Синтезируемые ими экзо-гликаны находят применение в медицине, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Перспективными продуцентами внеклеточных полисахаридов являются дрожжи базидиомицетового аффинитета —- представители родов Rhodotorula и Cryptococcus. Rh. rubra ВКМ Y-341 образует экзоманнан родэксман, обладающий широким спектром биологической активности. Его сульфатированное производное ронасан проявляет гнполипидемическое и антиатеросклеротическое действие. Он успешно прошел клинические испытания, и в настоящее время решается вопрос о его внедрении в производство. Синтезируемый Cr. laurentii 1803-К высоковязкий гетерогликан крилан представляет интерес для использования в качестве энтеросорбента, а также как стабилизатор дисперсных систем, в частности, в косметической промышленности.
При промышленном получении дрожжевых экзогликанов клеточная биомасса является отходом производства. Она может служить источником ценных продуктов для применения в сельском хозяйстве и других областях, в связи с чем детальное изучение химического состава клеток и оценка возможности их практического использования представляется актуальной задачей.
Работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР института по теме «Биология микробов — продуцентов биологически активных веществ и биотехнология микробных полисахаридов».
Цель и задачи исследования. Цель данной работы состояла в изучении химического состава и определении путей возможного использования клеточной биомассы Rh. rubra ВКМ Y-341 и Cr. laurentii 1803-К как отхода производства экзополисахаридов. Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
изучить химический состав клеток этих дрожжей, в том числе определить содержание и состав белка, свободных аминокислот, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, водорастворимых витаминов, каро-тиноидов, макро- и микроэлементов;
на основании полученных данных провести сравнительный анализ практической ценности различных клеточных компонентов и клеток в целом для обеих дрожжевых культур.
Научная новизна работы. Получены данные об особенностях химического состава клеток дрожжей Rh. rubra и Cr. laurentii при биосинтезе экзополисахаридов. Изучен состав белков, свободных аминокислот,
фракционный и жирнокислотный состав липидов, содержание нуклеиновых кислот, водорастворимых витаминов, каротиноидов, макро- и микроэлементов.
Выделены и исследованы углеводные фракции клеток и клеточных стенок. Выявлены закономерности изменения углеводного состава дрожжей в процессе полисахаридообразования. Подтверждено внутриклеточное происхождение родэксмана и капсульное происхождение крилана.
Полученные данные углубляют знания о биологии дрожжевых организмов базидиомицетового аффинитета.
Практическая ценность работы. Благоприятный аминокислотный состав белков биомассы клеток исследуемых дрожжей при хорошей их перевариваемости, наличие других физиологически активных веществ (каротиноидов, водорастворимых витаминов), ценный набор макро- и микроэлементов, низкое содержание нуклеиновых кислот, отсутствие токсичности свидетельствуют о высокой кормовой ценности биомассы Rh. rubra и Cr. laurentii, которая по ряду показателей превышает ценность уже используемых в практике дрожжей других родов. На основании исследования фракционного и жирнокислотного состава липидов показано, что клетки обоих видов дрожжей могут быть использованы как источники суммарных липидов и их отдельных фракций (жирных кислот, стеринов) для практических нужд. Показана перспективность биомассы клеток Cr. laurentii в качестве биосорбента для иммобилизации ионов тяжелых металлов.
Отнесение клеток изученных дрожжевых организмов к разряду целевых продуктов (наряду с экзогликанами) определяет реальную возможность организации малоотходного производства.
Апробация работы. Результаты исследований обсуждены на заседаниях сотрудников кафедры микробиологии СПХФИ и доложены на Всероссийской научной конференции «Химия и технология лекарственных веществ» (С.-Петербург, 28—30 июня 1994 г.).
Публикации. По теме диссертации имеется три публикации.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и библиографии. Работа изложена на Ht-fr страницах, содержит 29 таблиц и 13 рисунков. Библиография включает $>/ источников, из них /#Рна иностранных языках.