foodsystFood systemsПищевые системы2618-97712618-7272Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН10.21323/2618-9771-2018-1-1-19-23foodsyst-5Research ArticleСтатьиRESEARCH OF INVERTASE ACTIVITY WHEN CHANGING THE PARAMETERS OF THE FERMENTATION PROCESS SUGAR-MINERAL MEDIUM AND HYDROLYSATE OF STARCH BY THE MICROMYCETE Aspergillus nigerИССЛЕДОВАНИЕ ИНВЕРТАЗНОЙ АКТИВНОСТИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ФЕРМЕНТАЦИИ САХАРОЗОМИНЕРАЛЬНОЙ СРЕДЫ И ГИДРОЛИЗАТА КРАХМАЛА МИКРОМИЦЕТОМ Aspergillus nigerПринцеваА. А.PrintsevaAnastasia A.

Принцева Анастасия Андреевна — младший научный сотрудник 

Тел.: +7–962–703–61–67

191014, г. Санкт-Петербург, Литейный пр., 55

Anastasia A. Printseva — junior research scientist 

Tel.: +7–962–703–61–67

191014, St. Petersburg, Liteyny prospect, 55

ШароваН. Ю.SharovaNatalya Yu

Шарова Наталья Юрьевна — доктор технических наук, профессор РАН, ВРИО директора 

191014, г. Санкт-Петербург, Литейный пр., 55

Natalya Yu. Sharova — doctor of technical sciences, professor of the Russian Academy of Sciences, director of VRI 

191014, St. Petersburg, Liteyny prospect, 55

natalya_sharova1@mail.ruВыборноваТ. В.VybornovaTatyana V.

Выборнова Татьяна Владимировна — научный сотрудник 

191014, г. Санкт-Петербург, Литейный пр., 55

 

Tatyana V. Vybornova — research scientist 

191014, St. Petersburg, Liteyny prospect, 55

vniipakk@mail.ruВсероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок — филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова РАНРоссияAll-Russian Research institute for Food Additives —Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RASRussian Federation201827032018111923Copyright © Printseva A.A., Sharova N.Y., Vybornova T.V., 20182018Принцева А.А., Шарова Н.Ю., Выборнова Т.В.Printseva A.A., Sharova N.Y., Vybornova T.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fsjour.com/jour/article/view/5

The studies found that strains of micromycete Aspergillus niger L-4 and B-3, producers of citric acid, can synthesize hydrolytic enzymes with invertase activity with a deep cultivation method on a sugar-mineral medium and medium based on starch hydrolysate. The most preferred regimes for conducting the biotechnological process are: the age of the inoculated mycelium is 24 h, the fermentation temperature for the sugar-mineral medium is32 °C and for starch hydrolysate is29 °C.

For the Aspergillus niger strain L-4, the extracellular invertase activity for 120 h of the biotechnological process as a result of the fermentation of the sugar-mineral medium was (0,847 ± 0,068) u/cm3 of the native solution, and for strain B-3 — (0,966 ± 0,077) u/cm3 of the native solution, respectively.

During fermentation of the medium, based on starch hydrolysate, extracellular invertase activity for strain L-4 was (1,379 ± 0,097) u/cm3 of native solution, and for strain B-3 — (1,597 ± 0,144) u/cm3 of native solution, respectively.

The strains of the fungus Aspergillus niger L-4 and B-3 when cultivated on a sugar-mineral medium and medium, based on starch hydrolysate, have the ability to synthesize enzymes with invertase activity, the invertase activity of strain B-3 at the end of the process higher. The obtained data can be applied in further researches to develop a technology for the production of citric acid and invertase in one biotechnological process.

В результате исследований установлено, что штаммы микромицета Aspergillus niger Л-4 и В-3 — продуценты лимонной кислоты могут синтезировать гидролитические ферменты с инвертазной активностью при глубинном способе культивирования на сахарозоминеральной среде и среде, на основе гидролизата крахмала. Наиболее предпочтительными режимами ведения биотехнологического процесса являются: возраст посевного мицелия — 24 ч, температура ферментации для сахарозоминеральной среды —32 °C и для гидролизата крахмала —29 °C.

Для штамма микромицета Aspergillus niger Л-4 экстрацеллюлярная инвертазная активность на 120 ч биотехнологического процесса в результате ферментации сахарозоминеральной среды составляла (0,847 ± 0,068) ед/см3 нативного раствора, а для штамма В-3 — (0,966 ± 0,077) ед/см3 нативного раствора соответственно.

при ферментации среды, на основе гидролизата крахмала, экстрацеллюлярная инвертазная активность для штамма Л-4 составляла (1,379 ± 0,097) ед/см3 нативного раствора, а для штамма В-3 — (1,597 ± 0,144) ед/ см3 нативного раствора соответственно.

Штаммы гриба Aspergillus niger Л-4 и В-3 при культивировании на сахарозоминеральной среде и среде, на основе гидролизата крахмала, обладают способностью синтезировать ферменты с инвертазной активностью, причем инвертазная активность штамма В-3 в конце процесса выше. полученные данные могут быть применены в дальнейших исследованиях для разработки технологии получения лимонной кислоты и инвертазы в одном биотехнологическом процессе.

лимонная кислотапродуцентAspergillus nigerинвертазная активностьгидролизаткрахмалcitric acidproducerAspergillus nigerinvertase activityhydrolysatestarchReferencesНеверова О.А., Гореликова Г.А., Позняковский В.М. (2007) Пищевая биотехнология продуктов из сырья растительного происхождения. Новосибирск, Сибирское университетское издательство,—416 с. ISBN: 5–379–00089–4Neverova O.A., Gorelikova G.A., Poznyakovskii V.M. (2007). Food biotechnology of products from raw materials of vegetable origin. novosibirsk: Sibirskoe universitetskoe izdatel’stvo.—416 p. ISBN: 5–379–00089–4. (in Russian)Кондитерское производство [Электронный ресурс: URL: http://foodchem.ru/lektsii-po-fermentam/48-konditerskoe-proizvodstvo.html. Дата обращения 24.01.2018 г.]Confectionery production [Electronic resource: URL: http://food-chem.ru/lektsii-po-fermentam/48-konditerskoe-proizvodstvo.html. Access date 24.01.2018] (in Russian)Грачева И.М., Кривова А.Ю. (2000). Технология ферментных препаратов.— 3-е изд., перераб. и доп. М, Элевар.— 512 с.Gracheva I.M., Krivova A.Yu. (2000). The technology of enzyme preparations. M: Elevar.—512 p. (in Russian)Haq I., Ali S., Aslam A., Qadeer M. A. (2008). Characterization of a Saccharomyces cerevisiae mutant with enhanced production of β-D-fructofuranosidase. Bioresource Technology, 99(1), 7–12.Haq i., Ali S., Aslam A., Qadeer M. A. (2008). Characterization of a Saccharomyces cerevisiae mutant with enhanced production of -Dfructofuranosidase. Bioresource Technology, 99(1), 7–12.Haq I., Ali S. (2005). Invertase production from a hyperproducing Saccharomyces cerevisiae strain isolated from dates. Pakistan Journal of Botany, 37(3), 749–759.Haq I., Ali S. (2005). Invertase production from a hyperproducing Saccharomyces cerevisiae strain isolated from dates. Pakistan Journal of Botany, 37(3), 749–759.Flores-Gallegos A. C., Castillo-Reyes F., Lafuente C. B., Loyola-Licea J. C., Reyesvaldés M. H., Aguilar C. N., Rodríguez Herrera R.(2012). Invertase production by Aspergillus and Penicillium and equencing of an inv gene fragment. Micología Aplicada Internacional, 24(1), 1–10.Flores-Gallegos A. C., Castillo-Reyes F., Lafuente C. B., LoyolaLicea J. C., ReyesValdés M. H., Aguilar C. N., Rodríguez Herrera R. (2012). Invertase production by Aspergillus and Penicillium and equencing of an inv gene fragment. Micología Aplicada Internacional, 24(1), 1–10.патент № 2157844. Способ получения инвертазы для гидролиза сахарозы/ Островский Д.И., Рязанов Е.М., Бубнов А.В. Опубл. 20.10.2000. Бюл. № 29.Ostrovsky D.I., Ryazanov E.M., Bubnov A.V. The method of invertase preparation for sucrose hydrolysis. Patent RF, no.2157844, 2000. (in Russian)Xie G., West t.P. (2006). Citric acid production by Aspergillus niger on wet corn distillers grains. Letters in Applied Microbiology, 43(3), 269–273.Xie G., West T.P. (2006). Citric acid production by Aspergillus niger on wet corn distillers grains. Letters in Applied Microbiology, 43(3), 269–273.Патент № 975799. Штамм гриба Aspergillus niger Л-4 — продуцент лимонной кислоты / Ермакова В.П., Финько В.М., Василинец И.М., Щербакова Е.Я., Шушкевич Т.И. Опубл. 25.11.82. Бюл. № 43.Ermakova V.P., Finko V.M., Vasilinets I.M., Shcherbakova E.Ya., Shushkevich T.I. Strain of the fungus Aspergillus niger L-4 — citric acid producer. Patent USSR, no.975799,1980. (in Russian)Патент № 2088658. Штамм гриба Aspergillus niger — продуцент лимонной кислоты/ Красикова Н.В., Никифорова Т.А., Галкин А.В., Финько В.М. Опубл. 27.08.97. Бюл.№Krasikova N.V., Nikiforova T.A., Galkin A.V., Finko V.M. Strain of fungus Aspergillus niger — producer of citric acid. Patent RF, no.2088658, 1995. (in Russian)Патент № 2428481. Способ получения лимонной кислоты / Никифорова Т.А., Комов В.П., Выборнова Т.В., Пиотровский Л.Б., Думпис М.А., Литасова Е.В. Опубл. 10.09.2011. Бюл.№Nikiforova T.A., Komov V.P., Vybornova T.V., Piotrovsky L.B., Dumpis M.A., Litasova E.V. Method for the production of citric acid. Patent RF, no. 2428481, 2009. (in Russian)Патент № 2366712. Способ получения лимонной кислоты, альфаамилазы и глюкоамилазы / Шарова Н.Ю., Позднякова Т.А., Выборнова Т.В., Кулев Д.Х. Опубл. 10.09.2009, Бюл. 25.Sharova N.Yu., Pozdnyakova T.A., Vybornova T.V., Kulev D.Kh. Method for the preparation of citric acid, alpha-amylase and glucoamylase. Patent RF, no. 2366712, 2007. (in Russian).Рухлядева А.П., Полыгалина Г.В. (1981). Методы определения активности гидролитических ферментов. М, Легкая и пищевая промышленность.—288 с.Rukhlyadeva A.P., Polygalina G.V. (1981). Methods for determining the activity of hydrolytic enzymes. M: Legkaya i pishchevaya promyshlennost’.—288 p.Шарова Н.Ю. (2016). Синтез инвертазы штаммами микромицета Aspergillus niger — продуцентами лимонной кислоты. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология, 1(16), 60–67.Sharova N.Yu. (2016). The synthesis of invertase strains of micromycete Aspergillus niger — producers of citric acid. Izvestiya vuzov. Prikladnaya khimiya i biotekhnologiya, 1(16), 60–67. (in Russian)Смирнов В.А. (1983). Пищевые кислоты (лимонная, молочная, винная). М, Легкая и пищевая промышленность.—264 с.Smirnov V.A. (1983). Food acids (citric, lactic, tartaric). M: Legkaya i pishchevaya promyshlennost’.—264 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.