Sposób otrzymywania biomasy drożdży o zwiększonej zawartości β(1,3)/(1,6)-glukanów i zastosowanie biomasy

Istota wynalazku:

Istotą prezentowanego wynalazku jest sposób otrzymywania biomasy drożdży paszowych z gatunku Candida utilis i probiotycznych Saccharomyces cerevisiae var. boulardii o zwiększonej zawartości β(1,3)/(1,6)-glukanów. Wskazane polisacharydy budują ścianę komórkową drożdży, czyli zewnętrzną powłokę komórki. Stały się one przedmiotem zainteresowania Autorów wynalazku, ponieważ β-(1,3)/(1,6)-glukan pochodzenia drożdżowego wykazuje szereg pożytecznych właściwości, które omówiono w podpunkcie: Potencjał komercjalizacyjny wynalazku.
Zawartość β(1,3)/(1,6)-glukanów w ścianie komórkowej drożdży jest wypadkową wielu czynników, do których zaliczamy: gatunek i szczep drożdży oraz warunki wzrostu tych mikroorganizmów. Pozyskiwanie β(1,3)/(1,6)-glukanów drożdży wymaga otrzymania dużej liczby komórek (w biotechnologii mówimy o tzw. plonie biomasy), w podłożach
z przyswajalnymi źródłami składników odżywczych (źródło węgla, azotu związki mineralne, witaminy). Najkorzystniej jest, aby warunki hodowli biomasy sprzyjały wytwarzaniu związków będących przedmiotem zainteresowania biotechnologa, wówczas proces jest wydajny. Z drugiej strony istnieje potrzeba zagospodarowania odpadów przemysłowych.
W ramach prezentowanego wynalazku stwierdzono, że możliwe jest zwiększenie zawartości β(1,3)/(1,6)-glukanów w komórkach drożdży przy zastosowaniu do ich namnażania dwóch odpadów przemysłowych - odbiałczonej ziemniaczanej wody sokowej oraz glicerolu. Odbiałczona ziemniaczana woda sokowa jest uciążliwym, wymagającym zagospodarowania, odpadem przemysłu skrobiowego. Stanowi główne obciążenie ścieków powstających przy produkcji krochmalu. Skład chemiczny tego odpadu wskazuje, że jest on dobrym źródłem azotu i składników mineralnych, a więc składników wykorzystywanych przez komórki mikroorganizmów w procesie namnażania. Uzyskanie wydajnego wzrostu komórek
wymaga jednak wzbogacenia odbiałczanej ziemniaczanej wody sokowej o dodatkowe, łatwo przyswajalne źródło węgla. Autorzy wynalazku stwierdzili, że można w tym celu zastosować glicerol po produkcji biodiesla. Jednocześnie zaobserwowano, że na syntezę β(1,3)/(1,6)-glukanów w komórkach drożdży istotnie wpływają zawartość glicerolu w podłożu
z odbiałczonej ziemniaczanej wody sokowej oraz pH pożywki. Były to wskazania kluczow
e do opracowania podłoża pozwalającego na uzyskanie biomasy drożdży o zwiększonej zawartości β(1,3)/(1,6)-glukanów. Do tej pory nie było prób wykorzystania w/w odpadów
w biosyntezie β(1,3)/(1,6)-glukanów drożdży.
Biomasa drożdży zawierająca więcej β(1,3)/(1,6)-glukanów w ścianie komórkowej może wykazywać pożądane właściwości terapeutyczne. Biotechnologiczne pozyskiwanie β(1,3)/(1,6)-glukanów opiera się jednak najczęściej na ich izolacji z biomasy. Obecnie wykorzystywane są w tym celu właściwości autodestrukcyjne komórek drożdży (autoliza), które są mało wydajne oraz długotrwałe (najkorzystniej ok. 100 godzin). Autorzy wynalazku zaproponowali rozwiązanie opierające się na mechanicznym niszczeniu drożdży umożliwiającym wydajne oddzielenie składników znajdujących się wewnątrz komórek
od fragmentów ścian komórkowych bogatych w β-glukany. Uzyskane preparaty ścian można następnie poddać procesowi oczyszczania z białek i tłuszczu, i w ten sposób otrzymać preparat β(1,3)/(1,6)-glukanów o wysokiej koncentracji omawianych polisacharydów (procedura otrzymywania preparatów oczyszczonych podlega aktualnie zgłoszeniu patentowemu).

Potencjał komercjalizacyjny wynalazku:

Poniżej przedstawiono wybrane przykłady możliwości praktycznego zastosowania
β-(1,3)/(1,6)-glukanu pochodzenia drożdżowego:
1. Produkcja preparatów stymulujących aktywność układu odpornościowego - zwalczanie infekcji bakteryjnych, wirusowych oraz wzmacnianie aktywności przeciwnowotworowej komórek immunologicznych,
2. Produkcja szczepionek doustnych przeciw infekcjom bakteryjnym układu pokarmowego -
β-glukan jako nośnik antygenów, jednocześnie w takim układzie sam aktywuje mechanizmy obronne organizmu, co wzmacnia działanie szczepionki
3. Dodatek do pasz o właściwościach przeciwtoksycznych = przeciwdziałanie mykotoksykozom zwierząt hodowlanych i akumulacji mykotoksyn w łańcuchu żywnościowym na skutek zapobiegania wchłanianiu tych substancji w przewodzie pokarmowym
4. Składnik powłok jadalnych (leki, żywność)
5. Produkcja opatrunków przyspieszających proces gojenia ran
6. Produkcja kosmetyków o działaniu regenerującym naskórek
7. Składnik żywności funkcjonalnej