Физиологические свойства

Химические свойства

В молекуле β-каротина 11 ненасыщенных двойных связей, константа скорости реакции со свободными радикалами у него в 5 раз больше, чем у ретинола, β-каротин способен быть перехватчиком свободных радикалов благодаря стабилизации в его молекуле не-спаренного электрона. Таким образом, каротиноиды выполняют роль антиоксидантов, перехватывая синглетный кислород и другие активные формы кислорода (O^2-, ОН^*, Н₂O₂^*).

3. Применение β-каротина

β-каротин обладает антимутагенной, антиоксидантной и радиопротекторной активностью. В организме β-каротин биотрансформируется, образуя витамин А (жирорастворимый витамин). Сам витамин А (ретинол, рис.2) используется при образовании родопсина (пигмент, необходимый для ночного зрения) и является кофактором различных реакций. Кроме того, формы витамина А, такие как ретинол и ретиноевая кислота участвуют в формировании косной, тестикулярной, овариальной тканей, регулировке дифференциации эпителиальной ткани эмбриона. Из одно молекулы β-каротина в организме человека синтезируется 2 молекулы витамина А[1, 33].

Рис.2 Структурная формула ретинола

Тип метаболизма

β-каротин является вторичным метаболитом, его активный синтез начинается в период фазы замедления и продолжается в стационарной фазе [3, c442]. Интенсивный синтез характеризуется прекращением роста мицелия, снижением рН среды и снижением содержания липидов в культуральной жидкости вследствие активной их переработки в β-каротин. Начало активного каротиногенеза начинается через 40 ч после начала ферментации и заканчивается в конце стационарной фазы через 90 ч [4, c38].

5. Продуцент β-каротина

Продуцентом β-каротина является гриб Blakesleatrispora

Морфологические свойства

Вегетативное тело гриба составляет многоядерный мицелий, часто с перетяжками. Гифы сильно разветвлены, очень плотные.КР 74⁺ имеет хорошо развитый воздушный мицелий серовато-желтого цвета. Бесполое спороношение (только споронгиальное) представлено спорангиями и стилоспорангиями (50–100 мм). У штамма КР 86^- воздушный мицелий развит хорошо, имеет желто-оранжевую окраску, субстратный мицелий – ярко-красно-оранжевый и диффундирует цвет в среду[5].

Физиологические свойства

Продуцентспособен размножаться как половым, так и бесполым путем. Бесполое размножение – спорангиоспорами, которые развиваются в спорангиях на спорангиеносцах. При половом процессе образуется зигоспора (размер 40–80 мм). Они имеют овальную или шаровидную форму (рис.3А) Продуцент является гетероталличным (имеет (+) и (-) гаплоидный мицелий, контакт которого индуцирует половое размножение).

A Б

Рис.4А – Фотография зигоспоры Blakesleatrispora

при микроскопировании 100х

Б – фотография мицелия Blakesleatrispora при микроскопировании 40х

В начале полового размножения продуцент производит каротины и каротиноиды. Каротины является предшественниками триспоровой кислоты, которая симулирует сближение (+) и (-) мицелия (является сигнальной молекулой для инициирования полового размножение). Производство клеткой β-каротина стимулирует процесс обратной связи, который стимулирует каротиногенез и производство триоспорида, который служит веществом, увеличивающим β-каротин. Кроме того, β-каротин участвует в процессе образования зигот (является фактором для синтеза спорополленина – структурного компонента клеточной стенки)[5]

Продуцент является гетеротрофом, аэробом, нейтрофилом (оптимальный уровень рН=6,2–6,4), мезофиллом (оптимальная температура роста культуры 28⁰С).

Питательные среды

Таблица 1

Состав питательных сред для выращивания культуры и ферментации

При приготовлении сред используют стерильную водопроводную воду. β-ионон является стимулятором каротиногенеза.Поскольку β-каротин является вторичным метаболитом, поэтому стимулятор целесообразно вносить в ферментер после окончания интенсивного роста гриба, то есть в период окончания трофофазы и начала идиофазы (рис.4). [7, с 46]