5172654094

BioLetyn

Zdrowie rośnie jak na drożdżach*

Bogactwo witamin, aminokwasów, mikroelementów oraz składników

[1] Ba

Justyna Folkert i Anna Meresta

Ścieżki wiedzy Str. 6

w komórkach drożdży powoduje, że organizmy te stają się cennym Komórki Saccharomyces cerevisiae składnikiem suplementów diety oraz mieszanek paszowych. Od kilku lat szeroko prowadzone są badania nad wzbogacaniem komórek drożdży w pierwiastki takie jak magnez, chrom, selen, żelazo i cynk, wykorzystujące zdolność biomasy komórkowej do wiązania ich jonów. Obecnie w badaniach biotechnologicznych nad wbudowywaniem składników mineralnych wykorzystywane są głównie: drożdże piekarskie Saccharomyces cerevisiae, drożdże paszowe Candida utilis, Yarrowia lipolytica. Dodatkową zaletą wykorzystywania drożdży jest ich zdolność do wzrostu na podłożach zawierających źródło węgla w postaci odpadów z przemysłu tłuszczowego. Wbudowywanie pierwiastków w komórki drożdży jest uzasadnione pełnieniem przez nie kluczowych funkcji wewnątrzkomórkowych. Magnez w komórkach drożdży bierze udział w przebiegu około połowy wszystkich procesów i szlaków metabolicznych przemiany białek, tłuszczów i cukrów [1]. Warunkiem efektywnego wbudowania tego pierwiastka w drożdże jest inkubacja ich komórek w odpowiedniej temperaturze i w obecności przyswajalnych źródeł węgla (powszechnie stosowana jest glukoza) i magnezu (w postaci MgCI₂, MgS0₄-7H₂0, MgCI₂-6H₂0). Jony magnezu w pierwszej kolejności przyłączane są do powierzchni zewnętrznej komórki, a następnie transportowane do jej wnętrza przy odpowiednim nakładzie energii [1], Zawartość magnezu w biomasie komórkowej drożdży można oznaczyć przy użyciu prostej metody laboratoryjnej, jakim jest miareczkowanie EDTA lub wykorzystując zaawansowaną technologię absorpcyjnej spektrofotometrii atomowej (ASA).

Miareczkowanie EDTA (wersenianem disodowymi

Za pomocą tej metody możliwe jest oznaczenie zawartości magnezu w próbce. Próbkę stanowi ciecz nadosadowa uzyskana w wyniku odwirowania zawiesiny drożdży po zakończeniu inkubacji. Przed rozpoczęciem miareczkowania do próbki dodaje się buforu amonowego, aby uzyskać właściwą wartość pH (ok. 10). Jako wskaźnik używana jest czerń eriochromowa (T), która wraz z kationami magnezu tworzy kompleksy o intensywnie czerwonej barwie. Podczas miareczkowania wersenianem disodowym, jony soli EDTA reagują z kationami magnezu tworząc w środowisku bezbarwne kompleksy, zaś uwolnione aniony czerni przyjmują barwę niebieską. Na podstawie ilości zużytego EDTA do miareczkowania można za pomocą wzoru obliczyć ilość chlorku magnezu zawartego w próbce.

Ogromną zaletą wzbogacania biomasy komórkowej drożdży w składniki mineralne jest ich wysoka przyswajalność w przewodach pokarmowych ludzi i zwierząt. Badania prowadzone nad drożdżami selenowymi wykazały, że stanowią one najlepiej bioprzyswajalną formę tego pierwiastka, którego wchłanianie dodatkowo wzmagane jest witaminami obecnymi w biomasie drożdży [3]. w reakcjach biosyntezy selen zastępuję siarkę i jest wbudowywany w białka drożdży pod postacią selenometioniny [4],

Bioakumulacja tego pierwiastka przez drożdże warunkowana jest parametrami hodowli, spośród których za najistotniejsze uznaje się: wartość pH oraz poziom tlenu rozpuszczonego Absorpcyjna Spektrofotometria Atomowa (ASA1

Technika ASA umożliwia oznaczenie nawet śladowych ilości atomów metali w próbce. Po wprowadzeniu do aparatu badana próbka ogrzewana jest do temperatury 100-120°C w celu odparowania zawartego w niej rozpuszczalnika. Kolejnym etapem jest rozkład termiczny próbki w odpowiedniej temperaturze umożliwiającej selektywne odparowanie organicznych i nieorganicznych składników roztworu, ale nie powodującej odparowania oznaczanych metali. Po schłodzeniu próbka poddawana jest atomizacji (płomieniowej, elektrotermicznej lub wodorowej) w celu wytworzenia chmury wolnych atomów oznaczanego pierwiastka, zdolnych do absorpcji promieniowania o określonej długości. Absorpcja rejestrowana jest przez detektor.

w podłożu. O przyswajalności selenu decyduje również rodzaj stosowanego źródła tego pierwiastka w postaci selenianu (IV) lub selenianu (VI). Badania przeprowadzone na drożdżach 5. cerevisiae hodowanych w sposób ciągły wykazały, że wyższa wydajność procesu wbudowywania selenu w biomasę komórkową osiągana jest w przypadku selenianu (IV) [4]. Wzbogacanie komórek drożdży w selen jest stosunkowo trudnym zabiegiem ze względu na inhibitujące działanie tego pierwiastka po wprowadzeniu go do podłoża już w niewielkich ilościach. Dawka tego pierwiastka dobierana jest w zależności od rodzaju stosowanego podłoża, hodowli i szczepów drożdży tak, aby otrzymywać wysoką zawartość selenu w biomasie przy możliwie najniższej jej inhibicji.

Dzięki zdolności trwałego włączania jonów magnezu czy selenu w swoje struktury komórkowe, drożdże stały się źródłem nie tylko białka, lecz także deficytowych biopier-wiastków. Ponadto takie formy ich połączenia są znacznie lepiej przyswajalne niż preparaty mineralne tych pierwiast-26, 2002

[2] Blażejak S., Daszkiewicz- Reinhard W., Gniewosz M.,Mazurkiewicz B., Lokalizacja magnezu w komórkach drożdży paszowych Candida utilis ATCC 9950 wzbogaconych o ten pierwiastek, Acta Scientiarum Polonorum, Technologia Alimentaria 3(2): 95-110,2004

[3] Bugel S„ Larsen E.H., Steenberg L.C., Moesgaard S et al.: Selenium from ions in Biology and Medicine 8:206-209 2004

[4] Juszczyk P-, Kinal S., Musiał I., Rymowicz W., Produkcja drożdży paszowych