Vnit°nφ grant VèCHT pro rok 1997
Nßvrat na hlavnφ strßnku galerie
Nßzev grantu: Sledovßnφ fyziologickΘho stavu mlΘΦn²ch bakteriφ p°i tvorb∞ kyseliny mlΘΦnΘ
╚φslo grantu: 319157117
╪eÜitel: Dr. ing. Petra Patßkovß, ┌stav kvasnΘ chemie a bioin₧en²rstvφ - 319
Spolu°eÜitelΘ: - Dr. ing. Jana Chumchalovß, ┌stav technologie mlΘka a tuk∙ - 322
- ing. FrantiÜek Pudil, CSc., ┌stav chemie a anal²zy potravin - 323
Shrnutφ souΦasnΘho stavu
Kyselina mlΘΦnß se vyskytuje ve dvou stereoizomerech L(+) a D(-). Tvorba Φist²ch izomer∙ homofermentativnφmi mlΘΦn²mi bakteriemi je pom∞rn∞ vzßcnß, Φast∞jÜφ je tvorba racemickΘ sm∞si, v nφ₧ mohou b²t oba izomery zastoupeny r∙znou m∞rou. Z hlediska fyziologick²ch po₧adavk∙ Φlov∞ka je L(+)- mlΘΦnß kyselina, kterß je p°irozen²m metabolitem lidskΘho t∞la vznikajφcφm ve svalech a zpracovßvan²m v jßtrech, hodnocena lΘpe (1). Jejφ tvorba zßvisφ nejen na druhu a kmeni mlΘΦn²ch bakteriφ, ale i na kultivaΦnφch podmφnkßch t.j. na slo₧enφ kultivaΦnφho mΘdia, teplot∞ kultivace, redoxnφm potencißlu prost°edφ apod. (2). Na zm∞nu kultivaΦnφch podmφnek reaguje kultura zm∞nou chovßnφ a takΘ zm∞nou morfologie (3). L(+) - mlΘΦnß kyselina je tvo°ena z pyruvßtu, dodßvanΘho glykol²zou, ovÜem produkce D(-)- mlΘΦnΘ kyseliny m∙₧e patrn∞ nastat z n∞kolika p°φΦin. Prvnφ z nich je, ₧e bu≥ky produkujφ racemasu, kterß katalyzuje izomeraci L(+) izomeru na D(-), druhß, ₧e bu≥ky obsahujφ D-laktßt dehydrogenasu a D(-) izomer kyseliny mlΘΦnΘ vznikß po glykol²ze z pyruvßtu stejn∞ jako L(+) izomer a t°etφ mo₧nostφ je, ₧e D(-) izomer vznikß jinou metabolickou drahou ne₧ glykol²zou nap°. z aminokyselin (2).
Cφl projektu
Cφlem projektu bylo sledovat vybranΘ ukazatele fyziologickΘho stavu (tvar a velikost bun∞k, r∙stovß rychlost, rychlost tvorby kyseliny mlΘΦnΘ atd.) mlΘΦn²ch bakteriφ (zejmΘna rod∙ Lactobacillus, Lactococcus a Streptococcus) v podmφnkßch tvorby kyseliny mlΘΦnΘ a stanovit vlivy, kterΘ zp∙sobujφ zv²Üenou produkci L(+)- kyseliny mlΘΦnΘ.
╪eÜenφ
╪eÜitelsk² kolektiv se zab²val nßsledujφcφmi ·koly:
- Screening kmen∙, produkujφcφch L(+) kyselinu mlΘΦnou nebo sm∞s L(+)- a D(-) izomer∙ kyseliny mlΘΦnΘ
Screening byl proveden pomocφ za°φzenφ BIOSCREEN (Labsystems, Finsko), urΦenΘho pro rychlΘ testovßnφ mikroorganism∙ vyhodnocovßnφm jejich r∙stov²ch k°ivek. P°i kultivaci v mikrotitraΦnφch destiΦkßch, se v ka₧dΘ jamce m∞°φ v pravideln²ch intervalech optickß denzita a jednotlivΘ ·daje se naΦφtajφ do poΦφtaΦe. Produkce D,L- kyseliny mlΘΦnΘ byla stanovena enzymov²m testem od firmy Boehringer Mannheim (N∞mecko).
- Testovßnφ r∙zn²ch slo₧enφ kultivaΦnφho mΘdia a sledovßnφ vlivu na produkci L(+)- a D(-) kyseliny mlΘΦnΘ, na r∙st biomasy a morfologii bun∞k
RychlΘ testovßnφ bylo op∞t provedeno pomocφ za°φzenφ BIOSCREEN, sledovßnφ morfologie a stanovenφ bioin₧en²rsk²ch charakteristik procesu (m∞rnß r∙stovß rychlost, v²t∞₧nost) bylo provedeno s vybran²mi kmeny p°i kultivacφch v laboratornφm fermentoru. MikroskopickΘ preparßty byly pozorovßny v mikroskopu, napojenΘm p°es CCD kameru do poΦφtaΦe. P°i pozorovßnφ byla sledovßna morfologie bun∞k.
Zßv∞ry
Tvorba L(+) izomeru kyseliny mlΘΦnΘ u sledovan²ch kultivacφ zßvisela zejmΘna na:
- r∙stovΘ fßzi v nφ₧ se mikroorganismus nachßzel
- zdroji uhlφku v kultivaΦnφm mΘdiu
- poΦtu pasß₧φ, kter²mi mikroorganismus proÜel
- uspo°ßdßnφ kultivace (stacionßrnφ, mφchanß)
- m∞rnΘ r∙stovΘ rychlosti mikroorganismu
- teplot∞ kultivace
Literatura
- Voet D, Voetovß J. Biochemie. str. 490. Victoria Publishing Praha, 1995.
- Hjorleifsdottir S., Seevaratnam S., Holst O. and Mattiasson B. Effects of complete cell recycling on product formation by Lactobacillus casei ssp.rhamnosus in continuous cultures. Curr. Microbiol. 20, 287 (1990)
- Norton S., Lacroix C. and Vuillemard J.C. Effect of pH on the morphology of Lactobacillus helveticus in free-cell batch and immobilized-cell continuous fermentation. Food Biotechnol. 7, 235 (1993)