Каротиногенез у різних штамів дріжджів Phaffia rhodozyma та їх застосування у живленні курей-несучок - Автореферат

Велике значення при цьому має забезпечення раціонів білково-вітамінними добавками, ферментними препаратами, амінокислотами та іншими біологічно активними речовинами (БАР), які прискорюють ріст та підвищують продуктивність тварин і птиці (Калунянц К. А., Ездаков Н. В., Пивняк И. Г.,1980). За даними літератури (Квасников Е.И., Щелокова И.Ф., 1991), добавка їх біомаси до корму не забезпечує повної його збалансованості за біологічно активними речовинами. До них належать, наприклад, дріжджі Pichia guilliermondii і Candida famata, які здатні синтезувати підвищені кількості вітаміну В2, та Phaffia rhodozyma, біомаса яких є джерелом каротиноїдів та інших біологічно активних речовин. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт лабораторії мікробіологічного синтезу біологічно активних речовин Інституту біології тварин УААН і виконувалась у межах таких завдань: “Розробити ефективні способи отримання нових форм вітамінів, білково-вітамінних препаратів на основі сучасних біотехнологічних методів та вивчити фізіолого-біохімічні основи їх використання” (номер держреєстрації 0198U009006); “Селекція нових штамів мікроорганізмів - продуцентів біологічно активних речовин та розроблення технології їх виробництва” (номер держреєстрації 0101U003436), в яких автор досліджувала умови селекції та біохімічний склад біомаси, процеси перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) та зміни стану САЗ у курей за умов використання у раціоні біомаси дріжджів P. rhodozyma. Метою роботи було отримати штами дріжджів P. rhodozyma з підвищеним рівнем синтезу каротиноїдів, встановити оптимальні умови вирощування для посиленого каротиногенезу, провести їх біохімічну характеристику, зясувати вплив добавки біомаси селекціонованих штамів на інтенсивність ПОЛ, активність ферментів САЗ в організмі молодняку і курей-несучок, їх продуктивність та якість яєць.У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що полягає в отриманні нових штамів дріжджів Phaffia rhodozyma з покращеним синтезом каротиноїдів, придатних для промислового використання. Досліджено вплив добавки біомаси дріжджів Phaffia rhodozyma на інтенсивність перебігу процесів перекисного окиснення ліпідів та стан системи антиоксидантного захисту в організмі курей різних вікових груп. Методом ступінчастої селекції з використанням хімічного мутагену нітрозогуанідину, отримано чотири штами-надсинтетики дріжджів P. rhodozyma 6с, 12а, 14а, 3с, які продукують від 0,6 до 0,9 мг каротиноїдів на грам сухої маси, що у 2 - 3 рази більше, ніж дикий штам (р<0,001). За ознакою впливу на виживання та мутагенною активністю нітрозогуанідин переважає УФ-промені і є оптимальним для отримання мутантів дріжджів P. rhodozyma за ознакою надсинтезу каротиноїдів. Оптимальним середовищем для вирощування дріжджів P. rhodozyma штаму 6с є синтетичне середовище з сульфатом амонію у концентрації 0,42 г/л та добавкою ячмінного сусла (1,5 %), яке стимулює ріст культури (до 4 г/л), каротиногенез (до 600 мкг/г с. м.) та продуктивність культури (до 2,53 мг/л на 5-у добу).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що полягає в отриманні нових штамів дріжджів Phaffia rhodozyma з покращеним синтезом каротиноїдів, придатних для промислового використання. Підібрано оптимальні умови їх вирощування та склад середовища. Вивчено біохімічний склад біомаси вихідного та мутантних штамів, у порівнянні з кормовими дріжджами. Досліджено вплив добавки біомаси дріжджів Phaffia rhodozyma на інтенсивність перебігу процесів перекисного окиснення ліпідів та стан системи антиоксидантного захисту в організмі курей різних вікових груп. Встановлено позитивний вплив біомаси дріжджів штаму 6с на продуктивність курей та якість яєць.

Методом ступінчастої селекції з використанням хімічного мутагену нітрозогуанідину, отримано чотири штами-надсинтетики дріжджів P. rhodozyma 6с, 12а, 14а, 3с, які продукують від 0,6 до 0,9 мг каротиноїдів на грам сухої маси, що у 2 - 3 рази більше, ніж дикий штам (р<0,001).

За ознакою впливу на виживання та мутагенною активністю нітрозогуанідин переважає УФ-промені і є оптимальним для отримання мутантів дріжджів P. rhodozyma за ознакою надсинтезу каротиноїдів. При зростанні вмісту каротиноїдів у клітинах дріжджів зростає їх стійкість до дії УФ-променів.

Оптимальним середовищем для вирощування дріжджів P. rhodozyma штаму 6с є синтетичне середовище з сульфатом амонію у концентрації 0,42 г/л та добавкою ячмінного сусла (1,5 %), яке стимулює ріст культури (до 4 г/л), каротиногенез (до 600 мкг/г с. м.) та продуктивність культури (до 2,53 мг/л на 5-у добу). Температурний оптимум 20 °С при аерації 0,3 л·хв-1·л-1 середовища.

Вміст білка у біомасі дріжджів P. rhodozyma коливається в межах 22,8 - 26,9 % залежно від штаму.

Загальний вміст ліпідів штамів дріжджів P. rhodozyma зростає за рахунок збільшення вмісту каротиноїдів, що звязані з ліпідами у клітинах. У мутантних штамів відзначено в 1,5 - 2 рази більшу (р<0,01) кількість триацилгліцеролів та на 5 - 15 % (р<0,05-0,001), в залежності від штаму, меншу кількість фосфоліпідів.

У мутантних штамів дріжджів P. rhodozyma на 7 - 10 % є більший вміст ненасичених жирних кислот, у порівнянні з вихідним штамом; збільшення ненасиченості ліпідів відбувається за рахунок збільшення вмісту лінолевої та ліноленової кислот.

Введення до раціону молодняку курей та курей-несучок біомаси каротинсинтезуючих дріжджів P. rhodozyma стабілізує стан системи антиоксидантного захисту та інгібує процеси перекисного окиснення ліпідів у їхньому організмі.

При згодовуванні біомаси каротиносинтезуючих дріжджів P. rhodozyma курям-несучкам зросла їх продуктивність на 4 % та збільшився вміст каротиноїдів у жовтку яєць у 2,3 раза (р<0,001).

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

З метою підвищення продуктивності курей-несучок та біологічної цінності яєць рекомендується заміняти в раціоні курей 2 % кормових дріжджів відповідною кількістю біомаси дріжджів P. rhodozyma штаму 6с.

Для впровадження у промислове виробництво дріжджів P. rhodozyma штаму 6с пропонується: синтетичне середовище з 1,5 % ячмінного сусла, температура 20 °С та аерація 0,3 л·хв-1·л-1 середовища, час культивування - 5 діб.

Камінська М. В. Вплив різних доз УФ-опромінення на мутагенез у клітинах дріжджів Phaffia rhodozyma // Біологія тварин. - 2003. - Т. 5, Вип. 1-2. - С. 253-256.

Камінська М. В. Вибір оптимальних джерел вуглецю та азоту для мутантного штаму 6с каротинсинтезуючих дріжджів Phaffia rhodozyma // Наук.-тех. бюл. Ін-ту біології тварин. - Львів, 2004. - Вип.5, №1-2. - С. 171-173.

Камінська М. Вплив умов культивування на ріст та каротиногенез мутантного штаму 6с дріжджів Phaffia rhodozyma // Вісник Львівського університету, серія біологічна, 2004. - Вип. 38. - С. 161-164.

Камінська М. В., Борецька Н. І. Ступінчаста селекція дріжджів Phaffia rhodozyma - надсинтетиків каротиноїдів // Наук.-тех. бюл. Ін-ту біол. тварин. - Львів, 2000. - Вип. 2. - С. 48-50. (Дисертант особисто провела визначення каротиноїдів та дослідила дію мутагену, опрацювала результати, оформила статтю).

Індукування мутацій у дріжджів Phaffia rhodozyma за допомогою N-метил-N-нітро-N-нітрозогуанідину / М. М. Стенчук, М. В. Гнідь, Н. І. Борецька, Н. І. Цепко // Наук.-техн. бюл. Ін-ту землероб. і біол. тварин (серія фізіол. і біохім.). - Львів, 1999. - Вип. 1(3). - С. 230-233. (Дисертант особисто провела обробку штамів мутагеном, статистично опрацювала результати, проаналізувала отримані дані).

Камінська М., Сологуб Л. Каротинсинтезуючі дріжджі Phaffia rhodozyma // Вісник Львівського університету, серія біологічна. - 2004. - Вип. 35. - С. 3-12. (Дисертант брала участь у пошуку літератури, написанні та оформленні статті).

Патент №6089 на корисну модель, Україна, 7А23К1/00. Спосіб підвищення продуктивності і якості продукції курей-несучок / Г. В. Колісник, Є. С. Шах, Г. М. Стояновська, А. В. Гунчак, А. Є. Шах, Н. І. Борецька, М. В. Камінська, Н. І. Цепко, Ю. В. Небиловський - Заявл. 14.09.2004; Опубл. 15.04.2005, Б.”Промислова власність”, № 4, С. 5.6.

Камінська М. В. Селекція високопродуктивних штамів каротинсинтезуючих дріжджів Phaffia rhodozyma для використання в якості кормової добавки // Збірник тез II Всеукраїнської науково-практичної конференції “Біотехнологія. Освіта. Наука”. - Львів. - 2004. - С. 120.