Особенности получения кормовых аминокислот при культивировании коринебактерий на соевой мелассе
- DOI
- 10.5922/gikbfu-2022-3-5
- Страницы / Pages
- 68-92
Аннотация
В настоящее время соевые бобы и продукты переработки сои широко используются для получения пищевых продуктов и кормов для животных. Значительное содержание углеводов в соевой мелассе позволяет использовать ее в качестве компонента питательной среды для культивирования микроорганизмов, продуцирующих кормовые аминокислоты. Целью данной работы было изучение процесса биосинтеза кормовых аминокислот на среде из соевой мелассы с использованием штаммов бактерий рода Corynebacterium glutamicum. В качестве методов исследования использовались микроскопия, спектрометрия, рефрактометрия, рН-метрия и высокоэффективная жидкостная хроматография. Установлено, что при культивировании на соевой мелассе наибольшей способностью усваивать компоненты среды обладают штаммы C. glutamicum В-1002 и C. glutamicum В-1722. Добавление таких ростовых компонентов, как никотиновая кислота и NaCl, не оказывало значительного влияния на накопление биомассы C. glutamicum В-1002 и C. glutamicum В-1722. Доказано, что наилучшей средой для культивирования C. glutamicum является меласса, прошедшая весь технологический процесс и содержащая максимальное количество компонентов, необходимых для культивирования C. glutamicum и продуцирования кормовых аминокислот. На продукцию C. glutamicum кормовых аминокислот влияют такие факторы, как содержание сухих веществ и активная кислотность среды. Выявлено, что наилучшими продуцентами кормовых кислот являются штаммы C. glutamicum В-1002 и C. glutamicum В-1722, культивируемые на средах, составленных из соевой мелассы и дистиллированной воды в разведении 1:9.
Abstract
Currently, soybeans and soybean derivatives are widely used for food and animal feed. A significant content of carbohydrates in soy molasses makes it possible to use it as a component of a nutrient medium for cultivating microorganisms that produce feed amino acids. The aim of this work was to study the process of biosynthesis of feed amino acids on a soy molasses medium using bacterial strains of the genus Corynebacterium glutamicum. The following research methods were used: microscopy, spectrometry, refractometry, pH-metry and high-performance liquid chromatography. It has been established that when cultivating on soy molasses, the strains C. glutamicum B-1002 and C. glutamicum B-1722 have the greatest ability to assimilate the components of the medium. The addition of such growth components as nicotinic acid and NaCl had no significant effect on the accumulation of C. glutamicum B-1002 and C. glutamicum B-1722 biomass. It has been proven that the best medium for cultivation of C. glutamicum is molasse that has gone through the entire technological process and contains the maximum amount of components necessary for the cultivation of C. glutamicum and the production of feed amino acids. The production of feed amino acids by C. glutamicum is influenced by such factors as dry matter content and active acidity of the medium. It was found that the best producers of feed acids are C. glutamicum B-1002 and C. glutamicum B-1722 strains cultivated on media composed of soy molasses and distilled water at a dilution of 1 : 9.
Список литературы
1. Niwinska B., Witaszek K., Niedbała G., Pilarski K. Seeds of n-GM Soybean Varieties Cultivated in Poland and Their Processing Products as High-Protein Feeds in Cattle Nutrition // Agriculture. 2020. № 10. https://doi.org/10.3390/agriculture10050174.
2. Niedbała G., Kurasiak-Popowska D., Piekutowska M. et al. Application of Artificial Neural Network Sensitivity Analysis to Identify Key Determinants of Harvesting Date and Yield of Soybean (Glycine max [L.]/Merrill) Cultivar Augusta // Agriculture. 2022. № 12. P. 754. https://doi.org/10.3390/agriculture12060754.
3. Kumawat K., Waraich I., Nagpal S. et al. Co-inoculation of indigenous Pseudomonas oryzihabitans and Bradyrhizobium sp. modulates the growth, symbiotic efficacy, nutrient acquisition and grain yield in soybean // Pedosphere. 2022. № 32. P. 438—451. https://doi.org/10.1016/S1002-0160(21)60085-1.
4. CEN EN ISO 6883—2017 Animal and vegetable fats and oils — Determination of conventional mass per volume (litre weight in air) (ISO 6883:2017) — Жиры и масла животные и растительные. Определение условной массы на объем (вес литра в воздухе).
5. Janocha A., Milczarek A.,Pietrusiak D. et al. Efficiency of Soybean Products in Broiler Chicken Nutrition // Animals. 2022. № 12. https://doi.org/10.3390/ani12030294.
6. Świątkiewicz M., Witaszek K., Sosin E. et al. The Nutritional Value and Safety of Genetically Unmodified Soybeans and Soybean Feed Products in the Nutrition of Farm Animals // Agronomy. 2021. № 11. P. 1105. https://doi.org/10.3390/agronomy11061105.
7. Тильба В. А., Тишков Н. М. Биология сои: возможности оптимизации отдельных продукционных процессов Тильба // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2016. № 3 (167). С. 78—87.
8. Официальный сайт группы компаний «Содружество». URL: http://www.sodrugestvo.ru/QiaTa (дата обращения 15.07.2022).
9. Hasanuzzaman M., Parvin K., Anee T. et al. Salt Stress Responses and Tolerance in Soybean // Plant Stress Physiology. Perspectives in Agriculture. IntechOpen. 2022. https://doi.org/10.5772/intechopen.102835.
10. Serafin-Andrzejewska M., Helios W., Jama-Rodzeńska A. et al. Effect of Sowing Date on Soybean Development in South-Western Poland // Agriculture. 2021. № 11. P. 413—424. https://doi.org/10.3390/agriculture11050413.
11. Xiong R., Liu S., Considine M. et al. Root system architecture, physiological and transcriptional traits of soybean (Glycine max L.) in response to water deficit: A review // Physiologia Plantarum. 2021. № 172. P. 405—418. https://doi.org/10.1111/ppl.13201.
12. Rakita S., Banjac V., Djuragic O. et al. Soybean Molasses in Animal Nutrition // Animals. 2021. № 11. P. 514. https://doi.org/10.3390/ani11020514.
13. Pinotti L., Manoni M., Fumagalli F. et al. Reduce, reuse, recycle for food waste: A second life for fresh-cut leafy salad crops in animal diets // Animals. 2020. № 10. P. 1—14. https://doi.org/10.3390/ani10061082.
14. Luciano A., Tretola M., Ottoboni M. et al. Potentials and challenges of former food products (food leftover) as alternative feed ingredients // Animals. 2020. № 10. P. 125. https://doi.org/10.3390/ani10010125.
15. Van Cleef F., van Cleef E., Almeida M. et al. PSI-13 In vitro digestibility and gas production of diets containing different levels of soybean molasses for feedlot sheep // J. Anim. Sci. 2018. № 96 (S3). P. 63. https://doi.org/10.1093/jas/sky404.139.
16. Campuzano S., Pelling A. Scaffolds for 3D Cell Culture and Cellular Agriculture Applications Derived From Non-animal Sources // Frontiers in Sustainable Food Systems. 2019. № 3. https://doi.org/10.3389/fsufs.2019.00038.
17. Takahashi M., Aoyagi H. Practices of shake-flask culture and advances in monitoring CO2 and O2 // Applied microbiology and biotechnology. 2018. P. 102. https://doi.org/10.1007/s00253-018-8922-8.
18. Takahashi M., Sawada Y., Aoyagi H. Development of a circulation direct sampling and monitoring system for O2 and CO2 concentrations in the gas-liquid phases of shake-flask systems during microbial cell culture // AMB Express. 2017. № 7. P. 163. https://doi.org/10.1186/s13568-017-0464-4.