СКРИНІНГ ШТАМІВ TRAMETES VERSICOLOR ЯК ПОТЕНЦІЙНИХ ПРОДУЦЕНТІВ ПЕКТИНМЕТИЛЕСТЕРАЗИ

Автор(и)

  • Павло Зубик Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» https://orcid.org/0000-0003-0435-0254
  • Інна Клечак Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» https://orcid.org/0000-0002-7382-0259

DOI:

https://doi.org/10.31073/foodresources2024-23-07

Ключові слова:

базидіоміцети, Trametes, пектинолітичні ферменти, ферментативна активність, пектинметилестераза

Анотація

Предмет. Соки є одним з найпопулярніших напоїв у світі, оскільки вони містять багато корисних речовин. Для їх виробництва використовуються різноманітні ферменти, перш за все пектинметилестерази, які відіграють важливу роль у процесах переробки сировини: покращують якість і збільшують вихід кінцевого продукту. Серед об’єктів біотехнології особливе місце займають базидієві макроміцети виду Trametes versicolor. Ці макроміцети здатні синтезувати пектинметилестерази, що робить їх перспективними для використання в харчовій промисловості. Метою дослідження було вивчення потенціалу штамів Trametes versicolor як продуцентів для виробництва пектинметилестерази. Методи. Об’єктами досліджень виступали три штами T. versicolor (T. versicolor 353, T. versicolor 1689 і T. versicolor 5094), отримані з Колекції шапинкових грибів Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України. Культивування здійснювали в глюкозо-пептоно-дріжджовому середовищі за статичного режиму при температурі 28 ± 1 °C упродовж 14 діб. В кінці культивування визначали рівень pH потенціометрично; вихід біомаси і кількість сухих речовин гравіметрично; вміст редукуючих речовин спектрофотометрично; активність пектинметилестерази титриметрично. Статистичну обробку даних виконували за допомогою критерію Дункана. Результати. Штам T. versicolor 353 відзначився найбільшим  виходом біомаси (CБМ = 5,96 ± 0,18 г/дм3) та найефективнішим споживанням редукуючих речовин (ЕРР = 24,37 ± 0,82 %). Встановлено, що рівень споживання сухих речовин всіх штамів був однаковим (ЕСР = 27,60–31,16 %). Штам T. versicolor 5094 виявив найвищу активність ПМЕ (251,11 ± 50,48 од/дм3) і продуктивність синтезу (υ = 35,17–55,44 од/гБМ), що перевищує показники штамів T. versicolor 1689 (майже вдвічі) та T. versicolor 353 (на 20 %). Сфера застосування результатів. Отримані результати вказують на необхідність подальших досліджень штаму T. versicolor 5094 для оптимізації виходу пектинметилестерази.  

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Li M., Zhang W., Guo C., Hu X., Yi J. Role of pectin characteristics in orange juice stabilization: Effect of high-pressure processing in combination with centrifugation pretreatments. International Journal of Biological Macromolecules. 2022. Vol. 215. P. 615–624. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.06.166.

Sarbatly R., Sariau J., Krishnaiah D. Recent Developments of Membrane Technology in the Clarification and Concentration of Fruit Juices. Food Engineering Reviews. 2023. https://doi.org/10.1007/s12393-023-09346-2.

Perreault V., Gouin N., Bérubé A., Villeneuve W., Pouliot Y., Doyen A. Effect of Pectinolytic Enzyme Pretreatment on the Clarification of Cranberry Juice by Ultrafiltration. Membranes. 2021. Vol. 11, no. 1. P. 55. https://doi.org/10.3390/membranes11010055.

Shrestha S., Rahman M. S., Qin W. New insights in pectinase production development and industrial applications. Applied Microbiology and Biotechnology. 2021. Vol. 105, no. 24. P. 9069–9087. https://doi.org/10.1007/s00253-021-11705-0.

Kumar R., Meghwanshi G. K., Marcianò D., Ullah S. F., Bulone V., Toffolatti S. L., Srivastava V. Sequence, structure and functionality of pectin methylesterases and their use in sustainable carbohydrate bioproducts: A review. International Journal of Biological Macromolecules. 2023. P. 125385. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.125385.

Villarreal F., Stocchi N., ten Have A. Functional Classification and Characterization of the Fungal Glycoside Hydrolase 28 Protein Family. Journal of Fungi. 2022. Vol. 8, no. 3. P. 217. https://doi.org/10.3390/jof8030217.

Patel V. B., Chatterjee S., Dhoble A. S. A review on pectinase properties, application in juice clarification, and membranes as immobilization support. Journal of Food Science. 2022. https://doi.org/10.1111/1750-3841.16233.

Haile S., Ayele A. Pectinase from Microorganisms and Its Industrial Applications. The Scientific World Journal. 2022. Vol. 2022. P. 1–15. https://doi.org/10.1155/2022/1881305.

Xia Y., Sun G., Xiao J., He X., Jiang H., Zhang Z., Zhang Q., Li K., Zhang S., Shi X., Wang Z., Liu L., Zhao Y., Yang Y., Duan K., Ye W., Wang Y., Dong S., Wang Y., Ma Z., Wang Y. AlphaFold-guided redesign of a plant pectin methylesterase inhibitor for broad-spectrum disease resistance. Molecular Plant. 2024. https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.07.008.

Patidar M. K., Nighojkar S., Kumar A., Nighojkar A. Papaya peel valorization for production of acidic pectin methylesterase by Aspergillus tubingensis and its application for fruit juice clarification. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 2016. Vol. 6. P. 58–67. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2016.02.008.

Gayen S., Ghosh U. Pectinmethylesterase Production from mixed agro- wastes by Penicillium notatum NCIM. 923 in Solid-State fermentation. Journal of Bioremediation & Biodegradation. 2011. Vol. 02, no. 02. https://doi.org/10.4172/2155-6199.1000119.

Akintobi A., Oluitiola P., Olawale A., Odu N., Okonko I. Production of Pectinase Enzymes system in culture filtrates of Penicillium variabile Sopp. Nature and Science. 2012. Vol. 10, no. 7. P. 99–109.

Mandhania S., Jain V., Malhotra S. Culture Optimization for Enhanced Production of Microbial Pectin Methylesterase under Submerged Conditions. Asian Journal of Biochemistry. 2010. Vol. 5, no. 1. P. 12–22.

Mujtaba M., Fraceto L., Fazeli M., Mukherjee S., Savassa S. M., Araujo de Medeiros G., do Espirittto Santo Pereira A., Donnini Mancana S., Lipponen J., Vilaplana F. Lignocellulosic biomass from agricultural waste to the circular economy: A review with focus on biofuels, biocomposites and bioplastics. Journal of Cleaner Production. 2023. P. 136815. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.136815.

do Rosário Freixo M., Karmali A., Arteiro J. M. Production of polygalacturonase from Coriolus versicolor grown on tomato pomace and its chromatographic behaviour on immobilized metal chelates. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 2008. Vol. 35, №. 6. P. 475–484. https://doi.org/10.1007/s10295-008-0305-1.

Sista Kameshwar A. K., Qin W. Comparative study of genome-wide plant biomass-degrading CAZymes in white rot, brown rot and soft rot fungi. Mycology. 2017. Vol. 9, № 2. P. 93–105. https://doi.org/10.1080/21501203.2017.1419296.

Levin L., Forchiassin F. Culture conditions for the production of pectinolytic enzymes by the white-rot fungus Trametes trogii on a laboratory scale. Acta Biotechnologica. 1998. Vol. 18, no. 2. P. 157–166. https://doi.org/10.1002/abio.370180213.

Bisko N., Lomberg M., Mykchaylova O., Mytropolska N. IBK Mushroom Culture Collection. Version 1.2. The IBK Mu-shroom Culture Collection of the M.G. Kholodny Institute of Botany. M. G. Kholodny Institute of Botany;, 2020. https://doi.org/10.15468/dzdsqu.

Mykchaylova O., Poyedіnok N. Antimicrobial Activity of Fomitopsis Officinalis (Vill.) Bondartsev & Singer in Pure Culture. Innovative Biosystems and Bioengineering. 2021. Vol. 5, №. 4. P. 220–227. https://doi.org/10.20535/ibb.2021.5.4.246668.

Lomberg M., Krupodorova T., Krasinko V., Mykchaylova О. The antibacterial activity of culture filtrates and mycelia of selected strains of macromycetes from the genus Hericium. Botanica Serbica. 2023. Vol. 47, no. 2. P. 241–249. https://doi.org/10.2298/botserb2302241l.

Wood I. P., Elliston A., Ryden P., Bancroft I., Roberts I. N., Waldron K. W. Rapid quantification of reducing sugars in biomass hydrolysates: Improving the speed and precision of the dinitrosalicylic acid assay. Biomass and Bioenergy. 2012. Vol. 44. P. 117–121. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2012.05.003.

Pednekar S., Mangaonkar K. Spectrophotometric analysis of enzymatic profile of Carica papaya pectinesterase. International Research Journal of Plant Science. 2022. Vol. 13, № 3. P. 1–6.

Клечак І., Митропольська Н., Атоненко Л., Нишпорська О. Особливості росту Coriolus versicolor у глибинній культурі. Наукові вісті НТУУ "КПІ". 2009. Т. 1. С. 128–133.

Dagbagli S., Goksungur Y. Optimization of ß-galactosidase production using Kluyveromyces lactis NRRL Y-8279 by response surface methodology. Electronic Journal of Biotechnology. 2008. Vol. 11, № 4. https://doi.org/10.2225/vol11-issue4-fulltext-12.

Elisashvili V., Metreveli E., Khardziani T., Sokhadze K., Kobakhidze A., Kachlishvili E. Review of Recent Advances in the Physiology of the Regulation of Cellulase and Xylanase Production by Basidiomycetes. Energies. 2023. Vol. 16, № 11. P. 4382. https://doi.org/10.3390/en16114382.

Desisa B., Muleta D., Jida M., Dejene T., Goshu A., Negi T., Martin P. Comprehending and Domesticating of Wild Growing Turkey Tail Mushroom (Trametes versicolor) from Ethiopia on augmented agro-industrial byproducts. Mycological Progress. 2024. Vol. 23, № 62. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-3415923/v1.

Liu Q., Talbot M., Llewellyn D. J. Pectin Methylesterase and Pectin Remodelling Differ in the Fibre Walls of Two Gossypium Species with Very Different Fibre Properties. PLoS ONE. 2013. Vol. 8, № 6. P. e65131. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0065131.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-25

Як цитувати

Зубик, П., & Клечак, І. (2024). СКРИНІНГ ШТАМІВ TRAMETES VERSICOLOR ЯК ПОТЕНЦІЙНИХ ПРОДУЦЕНТІВ ПЕКТИНМЕТИЛЕСТЕРАЗИ. ПРОДОВОЛЬЧІ РЕСУРСИ, 12(23), 66–73. https://doi.org/10.31073/foodresources2024-23-07

Номер

Том 12 № 23 (2024): Продовольчі ресурси

Розділ

Технічні науки

Ліцензія

Автори залишаються повноправними власниками своїх робіт без будь-яких обмежень. Редакція отримує лише невиключне право на оприлюднення, розповсюдження та індексацію матеріалів.

Журнал суворо дотримується етичних норм і запобігає плагіату для захисту інтелектуальної власності.

Публікації у збірнику здійснюються на умовах міжнародної ліцензії Creative Commons CC BY-NC-ND 4.0.

Згідно з цією ліцензією, користувачі мають право вільно копіювати та розповсюджувати матеріали (у будь-якому форматі чи на будь-яких носіях) для навчання та наукових досліджень. При цьому обов’язковим є дотримання таких вимог:

  • Атрибуція: належне посилання на авторів, першоджерело та саму ліцензію.
  • Некомерційність: заборона використання матеріалів з метою отримання прибутку.
  • Без похідних творів: забороняється поширення змінених або перероблених версій оригінального тексту.

Збірник підтримує право авторів на самоархівування всіх версій статей (препринтів, постпринтів або опублікованих версій) в інституційних чи персональних репозитаріях. Доступ до таких матеріалів може бути відкритий негайно, за умови належної атрибуції статті у збірнику «Продовольчі ресурси» та дотримання умов ліцензії CC BY-NC-ND 4.0.