PL237228B1 - New strain of Lactobacillus hilgardii FLUB bacteria and use of the strain for the production of mannitol - Google Patents
New strain of Lactobacillus hilgardii FLUB bacteria and use of the strain for the production of mannitol Download PDFInfo
- Publication number
- PL237228B1 PL237228B1 PL429133A PL42913319A PL237228B1 PL 237228 B1 PL237228 B1 PL 237228B1 PL 429133 A PL429133 A PL 429133A PL 42913319 A PL42913319 A PL 42913319A PL 237228 B1 PL237228 B1 PL 237228B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- mannitol
- strain
- flub
- hilgardii
- fructose
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/18—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic polyhydric
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest nowy szczep z gatunku Lactobacillus hilgardii FLUB zdeponowany w Międzynarodowej Kolekcji Kultur Drobnoustrojów Przemysłowych Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego w Warszawie pod numerem KKP 2067p. Przedmiot wynalazku stanowi również zastosowanie szczepu Lactobacillus hilgardii FLUB do wytwarzania mannitolu.The subject of the invention is a new strain of the species Lactobacillus hilgardii FLUB deposited in the International Collection of Cultures of Industrial Microorganisms of the Institute of Biotechnology of the Agricultural and Food Industry in Warsaw under the number KKP 2067p. The subject of the invention is also the use of the Lactobacillus hilgardii FLUB strain for the production of mannitol.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest nowy szczep bakterii Lactobacillus hilgardii FLUB efektywnie wytwarzający mannitol.The subject of the invention is a new strain of Lactobacillus hilgardii FLUB bacteria that effectively produces mannitol.
Mannitol jest naturalnie występującym poliolem, szeroko wykorzystywanym w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym i chemicznym.Mannitol is a naturally occurring polyol that is widely used in the pharmaceutical, food and chemical industries.
Poliole znalazły swoje zastosowanie jako zamienniki cukru czyli słodziki. Mannitol jest słabo wchłaniany przez organizm ludzki, a zatem wzrost stężenia glukozy we krwi i zapotrzebowanie na insulinę są znacznie mniejsze niż po spożyciu sacharozy. Jest tylko częściowo wchłaniany (~ 25%) z jelita cienkiego i nie jest metabolizowany. Szacuje się że mannitol jest w połowie tak słodki jak sacharoza i ma pożądany efekt chłodzenia, który jest skuteczny w maskowaniu gorzkich smaków. Mannitol można mieszać z innymi składnikami i słodzikami, co może skutkować synergicznym efektem lepszej słodyczy i smaku. Ten alkohol cukrowy charakteryzuje się przyjemnym smakiem, stabilnością, nawet w wysokich temperaturach i wysoką temperaturą topnienia (165-169°C).Polyols have found their application as sugar substitutes, i.e. sweeteners. Mannitol is poorly absorbed by the human body, and therefore the increase in blood glucose and insulin requirements are much lower than after consuming sucrose. It is only partially absorbed (~ 25%) from the small intestine and is not metabolized. Mannitol is estimated to be half as sweet as sucrose and has the desired cooling effect that is effective in masking bitter tastes. Mannitol can be mixed with other ingredients and sweeteners, which can result in a synergistic effect of better sweetness and flavor. This sugar alcohol is characterized by a pleasant taste, stability, even at high temperatures and a high melting point (165-169 ° C).
Jest używany jako środek teksturujący o słodkim smaku. Mannitol zmniejsza skłonność do krystalizacji produktów, wykazuje bardzo niską higroskopijność wydłuża przydatność produktu do spożycia. Najczęściej jest wykorzystywany jako składnik gum do żucia. Ponieważ mannitol nie jest higroskopijny, stosuje się go jako środek wypełniający dla bezcukrowych powłok gum do żucia lub jako powłokę pudrującą aby zapobiec przywieraniu gumy do urządzeń produkcyjnych czy opakowań.It is used as a texturing agent with a sweet taste. Mannitol reduces the tendency to crystallize products, shows a very low hygroscopicity, extends the shelf life of the product. It is most often used as an ingredient in chewing gums. Since mannitol is not hygroscopic, it is used as a filler for sugar-free chewing gum coatings or as a powder coating to prevent gum from sticking to manufacturing equipment or packaging.
Mannitol w przemyśle farmaceutycznym zapobiega wchłanianiu wilgoci z powietrza, wykazuje doskonałe właściwości mechaniczne takie jak ściśliwość, nie wchodzi w interakcje z aktywnymi składnikami, a jego słodki, chłodny smak maskuje nieprzyjemny smak wielu leków. Może być również stosowany jako silny diuretyk osmotyczny i jako przeciwutleniacz, niweluje działanie wolnych rodników i tym samym może chronić przed rozwojem raka okrężnicy. Wszystkie te właściwości mannitolu sprawiają, że jako dodatek do żywności zwiększa ich wartości odżywcze i prozdrowotne.Mannitol in the pharmaceutical industry prevents the absorption of moisture from the air, has excellent mechanical properties such as compressibility, does not interact with active ingredients, and its sweet, cool taste masks the unpleasant taste of many drugs. It can also be used as a strong osmotic diuretic and as an antioxidant, it reduces the effects of free radicals and thus protects against the development of colon cancer. Due to all these properties of mannitol, as a food additive it increases their nutritional and health-promoting values.
Mannitol na drodze chemicznej syntetyzowany jest przez katalityczne uwodornienie mieszaniny fruktozy i glukozy, w wysokiej temperaturze i ciśnieniu. W wyniku reakcji powstaje mieszanina mannitolu i sorbitolu, która musi zostać oczyszczona, co dodatkowo zwiększa cenę produktu końcowego. Wysokie koszty użytych substratów, warunków fizycznych reakcji i konieczność przeprowadzenia trudnego pr ocesu rozdziału mannitolu od sorbitolu sprawiają że wytwarzanie mannitolu drogą mikrobiologiczną stało się niezwykle atrakcyjne na skalę przemysłową.Mannitol is chemically synthesized by catalytic hydrogenation of a mixture of fructose and glucose at high temperature and pressure. The reaction produces a mixture of mannitol and sorbitol that must be purified, which further increases the price of the end product. The high costs of the substrates used, the physical conditions of the reaction and the need to carry out the difficult process of separating mannitol from sorbitol make the preparation of mannitol by microbiological route extremely attractive on an industrial scale.
W międzynarodowych patentach opisano szczepy z rodzaju Lactobacillus produkujące mannitol. Przykładami takich patentów są: JP6377091A (1991-03-06), EP19910119453 (1991-11-14), USMannitol-producing strains of the genus Lactobacillus are described in international patents. Examples of such patents are: JP6377091A (1991-03-06), EP19910119453 (1991-11-14), US
6,855,526 B2 (2005-02-15), CN 201310111633 (2013-04-01), PCT/CN2014/090476 (2014-11-06).6,855,526 B2 (2005-02-15), CN 201310111633 (2013-04-01), PCT / CN2014 / 090476 (2014-11-06).
Znanych jest wiele mikroorganizmów zdolnych do wytwarzania mannitolu. Publikacja amerykańskiego zgłoszenia patentowego o numerze US2009023195 (A1) dotyczy biotechnologicznego wykorzystania szczepów pochodzących z amerykańskiej kolekcji ARS (NRRL) wśród których wybrano Lb. intermedius NRRL B-30560 efektywnie produkujący mannitol. Pierwszorzędowy substrat węglowy zarówno w przemianach fermentacyjnych, jak i biochemicznych stanowi fruktoza, ale wtórnym źródłem węgla może być też glukoza, maltoza, mannoza i galaktoza.Many microorganisms capable of producing mannitol are known. US Patent Application Publication No. US2009023195 (A1) relates to the biotechnological use of strains from the US ARS Collection (NRRL) among which Lb was selected. intermedius NRRL B-30560 effectively producing mannitol. The primary carbon substrate in both fermentation and biochemical transformations is fructose, but the secondary carbon source may also be glucose, maltose, mannose and galactose.
Natomiast z literatury przedmiotu znane są wytwarzające mannitol szczepy: Lb. hilgardii NRRL B-1843 oraz Lb. intermedius NRRL B-3693 (Arena, M. E., Landete, J. M., Manca de Nadra, M. C., Pardo, I., & Ferrer, S. (2008). Factors affecting the production of putrescine from agmatine by Lactobacillus hilgardii XIB isolated from wine. Journal of applied microbiology, 105(1), 158-165.)On the other hand, the following mannitol-producing strains are known from the literature on the subject: Lb. hilgardii NRRL B-1843 and Lb. intermedius NRRL B-3693 (Arena, ME, Landete, JM, Manca de Nadra, MC, Pardo, I., & Ferrer, S. (2008). Factors affecting the production of putrescine from agmatine by Lactobacillus hilgardii XIB isolated from wine. Journal of applied microbiology, 105 (1), 158-165.)
Celem wynalazku było wyizolowanie z miodu pitnego - środowiska bogatego we fruktozę i inne cukry takie jak glukoza, sacharoza i maltoza, nowego szczepu bakterii, który bez modyfikacji genetycznych będzie efektywnie wytwarzał mannitol na zewnątrz komórki.The aim of the invention was to isolate from mead - an environment rich in fructose and other sugars such as glucose, sucrose and maltose, a new strain of bacteria that will effectively produce mannitol outside the cell without genetic modification.
Przedmiotem wynalazku jest nowy szczep z gatunku Lactobacillus hilgardii FLUB zdeponowany w Międzynarodowej Kolekcji Kultur Drobnoustrojów Przemysłowych Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego w Warszawie pod numerem KKP 2067p.The subject of the invention is a new Lactobacillus hilgardii FLUB strain deposited in the International Collection of Industrial Microbial Cultures of the Institute of Agricultural and Food Biotechnology in Warsaw under the number KKP 2067p.
Przedmiot wynalazku stanowi również zastosowanie szczepu Lactobacillus hilgardii FLUB do wytwarzania mannitolu.The invention also relates to the use of the Lactobacillus hilgardii FLUB strain for the production of mannitol.
Korzystnie, do wytwarzania mannitolu, jako jedyne źródło węgla stosuje się fruktozę.Preferably, fructose is used as the sole carbon source for the production of mannitol.
Korzystnie, jako źródło węgla stosuje się fruktozę i glukozę.Preferably fructose and glucose are used as the carbon source.
Korzystnie, dodatek każdego z cukrów fruktozy i glukozy w podłożu hodowlanym wynosi po 4% w/v.Preferably, the addition of each of the fructose sugars and glucose in the culture medium is 4% w / v.
Korzystnie, jako jedyne źródło węgla stosuje się syrop glukozowo-fruktozowy.Preferably, glucose-fructose syrup is used as the sole carbon source.
PL 237 228 Β1PL 237 228 Β1
Przykład 1Example 1
Identyfikacja szczepuStrain identification
W celu identyfikacji nowego izolatu wykorzystano technikę MALDI-TOF program BioTyper zakwalifikował go jako Lactobacillus hilgardii z wynikiem 2,03 co pozwala na pewną identyfikację do rodzaju i prawdopodobne przypisanie do gatunku. Dodatkowo wykonano amplifikację i sekwencjonowanie genu 16S rRNA. Przyrównanie sekwencji genu do bazy NCBI GeneBank wykazuje 100% zgodność badanego szczepu z zamieszczonymi tam sekwencjami gatunku Lb. hilgardii.In order to identify a new isolate, the MALDI-TOF technique was used, the BioTyper program qualified it as Lactobacillus hilgardii with a score of 2.03 which allows for certain identification to the genus and probable assignment to the species. Additionally, the 16S rRNA gene was amplified and sequenced. The alignment of the gene sequence with the NCBI GeneBank database shows 100% agreement of the tested strain with the sequences of the Lb species listed there. hilgardii.
Wyniki sekwencjonowania fragmentu 16S rRNA, określonego niniejszym wynalazkiem szczepu Lactobacillus hilgardii FLUB przedstawiają się następująco:The results of sequencing the 16S rRNA fragment of the Lactobacillus hilgardii FLUB strain determined by the present invention are as follows:
TGCAAGTCGAACGCGTCTTGGTCAATGAAGTTGAGTGCTTGCATTTAACTTGCAAGTCGAACGCGTCTTGGTCAATGAAGTTGAGTGCTTGCATTTAACT
GATTTGACATTAAGACGAGTGGCGAACTGGTGAGTAACACGTGGGTAACGATTTGACATTAAGACGAGTGGCGAACTGGTGAGTAACACGTGGGTAAC
TTGCCCCGAAGCGGGGGATAACATTTGGAAACAGGTGCTAATACCGCATTTGCCCCGAAGCGGGGGATAACATTTGGAAACAGGTGCTAATACCGCAT
AACAACAAAAACCACATGGTTTTTGTTTAAAAGATGGTTTCGGCTATCACAACAACAAAAACCACATGGTTTTTGTTTAAAAGATGGTTTCGGCTATCAC
TTTGGGATGGACCCGCGGCGTATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACTTTGGGATGGACCCGCGGCGTATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCAC
CAAGGCAATGATACGTAGCCGACCTGAGAGGGTAATCGGCCACATTGGGCAAGGCAATGATACGTAGCCGACCTGAGAGGGTAATCGGCCACATTGGG
ACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTC
CACAATGGACGAAAGTCTGATGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAAGGGCACAATGGACGAAAGTCTGATGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAAGGG
TTTCGGCTCGTAAAACTCTGTTGTTGGAGAAGAACGGGTGTCAGAGTAACTTTCGGCTCGTAAAACTCTGTTGTTGGAGAAGAACGGGTGTCAGAGTAAC
TGTTGACATCGTGACGGTATCCAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCTGTTGACATCGTGACGGTATCCAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGC
CAGCAGCCGCGGTAATCGTAGGTGGCAAGCGTTGTCCGGATTTATTGGGCCAGCAGCCGCGGTAATCGTAGGTGGCAAGCGTTGTCCGGATTTATTGGGC
GTAAAGCGAGCGCAGGCGGTTTTTTAGGTCTGATGTGAAAGCCTTCGGCTGTAAAGCGAGCGCAGGCGGTTTTTTAGGTCTGATGTGAAAGCCTTCGGCT
TAACCGGAGAAGTGCATCGGAAACCGGGAGACTTGAGTGCAGAAGAGGTAACCGGAGAAGTGCATCGGAAACCGGGAGACTTGAGTGCAGAAGAGG
ACAGTGGAACTCCATGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATATGGAAGAAACAGTGGAACTCCATGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATATGGAAGAA
CACCAGTGGCGAAGGCGGCTGTCTGGTCTGCAACTGACGCTGAGGCTCGCACCAGTGGCGAAGGCGGCTGTCTGGTCTGCAACTGACGCTGAGGCTCG
AAAGCATGGGTAGCGAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCATGCCGTAAAAGCATGGGTAGCGAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCATGCCGTA
AACGATGAGTGCTAAGTGTTGGAGGGTTTCCGCCCTTCAGTGCTGCAGCTAACGATGAGTGCTAAGTGTTGGAGGGTTTCCGCCCTTCAGTGCTGCAGCT
AACGCATTAAGCACTCCGCCTGGGGAGTACGACCGCAAGGTTGAAACTCAACGCATTAAGCACTCCGCCTGGGGAGTACGACCGCAAGGTTGAAACTC
AAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATT
CGATGCTACGCGAAGAACCTTACCAGGTCTTGACATCTTCTGCTAACCTACGATGCTACGCGAAGAACCTTACCAGGTCTTGACATCTTCTGCTAACCTA
AGAGATTAGGCGTTCCCTTCGGGGACGGAATGACAGGTGGTGCATGGTTAGAGATTAGGCGTTCCCTTCGGGGACGGAATGACAGGTGGTGCATGGTT
GTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCA
ACCCTTATTGTCAGTTGCCAGCATTTAGTTGGGCACTCTGGCGAGACTGCACCCTTATTGTCAGTTGCCAGCATTTAGTTGGGCACTCTGGCGAGACTGC
CGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAATCATCATGCCCCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAATCATCATGCCCC
TTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGACGGTACAACGAGTCGCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGACGGTACAACGAGTCGC
GAAACCGCGAGGTCAAGCTAATCTCTTAAAGCCGTTCTCAGTTCGGATTGGAAACCGCGAGGTCAAGCTAATCTCTTAAAGCCGTTCTCAGTTCGGATTG
TAGGCTGCAACTCGCCTACATGAAGTTGGAATCGCTAGTAATCGTGGATCTAGGCTGCAACTCGCCTACATGAAGTTGGAATCGCTAGTAATCGTGGATC
AGCATGCCACGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACAGCATGCCACGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCAC
ACCATGAGAGTTTGTAACACCCAAAGCCGGTGAGGTAACCTTCGGGGGCACCATGAGAGTTTGTAACACCCAAAGCCGGTGAGGTAACCTTCGGGGGC
CAGCCCAGCC
PL 237 228 Β1PL 237 228 Β1
Opisywany szczep Lactobacillus hilgardii FLUB charakteryzuje się następującymi cechami morfologicznymi:The described strain of Lactobacillus hilgardii FLUB is characterized by the following morphological features:
bakterie Gram-dodatnie, nie wytwarzające przetrwalników, mają postać pałeczek występujących pojedynczo lub połączonych w łańcuszki, co przedstawia Fig. 1 (Mikrofotografia komórek Lb. hilgardii FLUB ze skaningowego mikroskopu elektronowego, powiększenie 15 000.) na załączonym rysunku, wykazują wzrost w warunkach beztlenowych i względnie tlenowych, na pożywce MRS (de Man, Ragosa i Sharpe) z agarem. Kolonie są średniej wielkości o średnicy około 1-3 mm, o okrągłym regularnym kształcie. Profil kolonii jest lekko wypukły, o gładkim regularnym brzegu. Kolonia jest nieprzejrzysta, matowa, białego-kremowego koloru. Struktura kolonii jest mazisto-kremowa, po rozmazaniu ciągnąca się, w wodzie czy pożywce łatwo tworzą zawiesinę homogenną. Zapach wydzielany przez kolonie jest wyczuwalny i wyrazisty, charakterystyczny dla fermentacji z dodatkiem etanolu. Wszystkie opisane cechy sprawiają że kolonie tworzone przez szczep Lb. hilgardii FLUB są typu S.Gram-positive, non-spore-producing bacteria are in the form of sticks appearing singly or linked in chains, as shown in Fig. 1 (Scanning electron microscope micrograph of Lb. hilgardii FLUB cells, magnification 15,000) in the attached figure, show growth under anaerobic conditions and relatively aerobically, on MRS (de Man, Ragosa and Sharpe) medium with agar. The colonies are medium-sized, about 1-3 mm in diameter, with a circular, regular shape. The profile of the colony is slightly convex with a smooth, regular margin. The colony is opaque, dull white-cream color. The structure of the colony is greasy-cream, after smearing it is stretched, easily forming a homogeneous suspension in water or medium. The smell emitted by the colonies is perceptible and distinctive, characteristic of fermentation with the addition of ethanol. All the described features make the colonies formed by the strain Lb. hilgardii FLUB are type S.
Szczep Lb. hilgardii FLUB izolowany z miodu pitnego znacznie odbiega od szczepów Lb. hilgardii izolowanych z wina, pod względem preferencji wzrostowych. Szczep izolowany z miodu pitnego potrafi rosnąć i namnażać się w wyższych stężeniach cukru. Fig. 1 przedstawia wzrost obu szczepów na pożywkach z 15% i 25% zawartością glukozy, Lb. hilgardii wykazuje wzrost aż do 25% stężenia cukru w pożywce.Strain Lb. hilgardii FLUB isolated from mead differs significantly from Lb. hilgardii isolated from wine, in terms of growth preferences. A strain isolated from mead can grow and multiply in higher sugar concentrations. Fig. 1 shows the growth of both strains on media with 15% and 25% glucose, Lb. hilgardii shows an increase of up to 25% of the sugar concentration in the medium.
Wykorzystanie węglowodanów przez szczep Lb. hilgardii FLUB zostało określone za pomocą Hi-Carbo Kit (HiMedia, Mumbai, Indie). Szczep wykorzystuje fruktozę, L-arabinozę i D-arabinozę, eskulinę oraz malonian. Pozostałe wyniki zamieszczono w tabeli 1.Use of carbohydrates by strain Lb. hilgardii FLUB was determined with the Hi-Carbo Kit (HiMedia, Mumbai, India). The strain uses fructose, L-arabinose and D-arabinose, esculin and malonate. The other results are presented in Table 1.
Tabela 1. Wykorzystanie węglowodanówTable 1. Carbohydrate utilization
W celu identyfikacji wykonano także testy API-ZYM (bioMerieux SA, Marcy l'Etoile, Francja). Zestawienie wyników zostało umieszczone w tabeli 2.API-ZYM tests (bioMerieux SA, Marcy l'Etoile, France) were also performed for identification. The results are summarized in Table 2.
PL 237 228 Β1PL 237 228 Β1
Tabela 2. Profil enzymatycznyTable 2. Enzyme profile
Wyizolowany z miodu pitnego, nowy szczep Lb. hilgardii FLUB charakteryzuje się osmotolerancją, wykazuje odporność na wysokie ciśnienie osmotyczne, wywołane wysokim stężeniem cukrów w środowisku jego występowania, co przedstawiono na Fig. 2. Może mieć to istotne znaczenie w przemysłowej produkcji mannitolu z wykorzystaniem opisywanego szczepu Lb. hilgardii FLUB. W badaniach jako szczepów kontrolnych użyto Lb. hilgardii NRRL B-1843 oraz Lb. intermedius NRRL B-3693. (Arena et al. 2008, Carvalheiro et al. 2011).Isolated from mead, a new strain of Lb. hilgardii FLUB is characterized by osmotolerance, shows resistance to high osmotic pressure caused by the high concentration of sugars in the environment of its occurrence, which is shown in Fig. 2. It may be of significant importance in the industrial production of mannitol using the described Lb strain. hilgardii FLUB. Lb was used as control strains in the studies. hilgardii NRRL B-1843 and Lb. intermedius NRRL B-3693. (Arena et al. 2008, Carvalheiro et al. 2011).
Wyizolowany z miodu pitnego Lb. hilgardii FLUB wytwarza najwięcej mannitolu, na pożywce z glukozą i fruktozą (8% w/v, w stosunku 1:1). Po 7 dniach hodowli oznaczono w podłożu hodowlanym obecność mannitolu na poziomie 4,942% dla Lb. hilgardii FLUB, 4,295 dla Lb. hilgardii NRRL, oraz 1,63% dla Lb. Lb. intermedius NRRL. Po piątym dniu ilość mannitolu zaczyna spadać w przypadku Lb. intermedius NRRL. W przeciwieństwie do Lb. intermedius NRRL, gatunek Lb. hilgardii wtórnie nie metabolizował wytworzonego mannitolu, jako źródła węgla, co poza zdolnością efektywnej produkcji, jest cechą pożądaną. Stwierdzono również, że Lb. hilgardii FLUB w odróżnieniu od Lb. hilgardii NRRL B-1843 wykazuje zdolność do efektywnej biosyntezy mannitolu z fruktozy, gdy jest ona jedynym źródłem węgla w pożywce. W przypadku produkcji mannitolu z użyciem Lb. hilgardii FLUB na pożywce z fruktozą, procentowa zawartość tego poliolu była o ponad 100% wyższa niż w badanych szczepach kontrolnych Lb. hilgardii NRRL B-1843 i Lb. intermedius NRRL. W przypadku użycia pożywki 8% fruktozy, zaobserwowano generalnie mniejsze ilości wytwarzanego mannitolu niż z użyciem pożywki z mieszaniną cukrów 4% glukozy i 4% fruktozy. Jako że mannitol syntezowany jest z fruktozy za pomocą enzymu dehydrogenazy mannitolu, komórki wszystkich wykorzystanych w tym badaniu gatunków wykorzystują glukozę na potrzeby metaboliczne, zaś fruktozę konwertują do mannitolu. W badaniu sprawdzono także produkcję mannitolu na tanim źródle cukrów jakim jest syrop glukozowo-fruktozowy. Tutaj także Lb. hilgardii FLUB wytwarza większe ilości mannitolu w 7 dobie 0,25%, natomiast Lb. hilgardii NRRL, w 7 dobie 0,19%. Lb. intermedius NRRL nie wytwarzał mannitolu na tym źródle węgla. Może być to spowodowane faktem iż syrop glukozowo-fruktozowy jest mieszaniną różnych cukrów nie tylko glukozy i fruktozy, co może powodować zbyt wysokie stężenie osmotyczne dla Lb. intermedius NRRL, lub obecność innych cukrów przekierowuje ten gatunek na inne szlaki metaboliczne. Jednakże wyniki wykonanych badań potwierdziły wyższą efektywność wytwarzania mannitolu przez opisywany szczep Lb. hilgardii FLUB po 7 dniach niż u pozostałych Lb. hilgardii NRRL iLb. intermedius NRRL. Wwykonanych analizach widoczne jest większe powinowactwo do fruktozy u Lb. hilgardii FLUB, co spowodowane jest przystosowaniem się doIsolated from mead Lb. hilgardii FLUB produces the most mannitol on a medium with glucose and fructose (8% w / v, in a 1: 1 ratio). After 7 days of cultivation, the presence of mannitol in the culture medium was determined at 4.942% for Lb. hilgardii FLUB, 4.295 for Lb. hilgardii NRRL, and 1.63% for Lb. No. intermedius NRRL. After the fifth day, the amount of mannitol begins to decline in the case of Lb. intermedius NRRL. Contrary to Lb. intermedius NRRL, species Lb. hilgardii did not secondary metabolize the produced mannitol as a carbon source, which, apart from the ability to produce effectively, is a desirable feature. It was also found that Lb. hilgardii FLUB as opposed to Lb. hilgardii NRRL B-1843 has the ability to efficiently biosynthesize mannitol from fructose when fructose is the only carbon source in the medium. In the case of mannitol production using Lb. hilgardii FLUB on a fructose medium, the percentage of this polyol was over 100% higher than in the tested control strains Lb. hilgardii NRRL B-1843 and Lb. intermedius NRRL. When using the 8% fructose medium, generally less mannitol production was observed than when using the medium with a mixture of sugars 4% glucose and 4% fructose. As mannitol is synthesized from fructose by the enzyme mannitol dehydrogenase, cells of all species used in this study use glucose for metabolic purposes and convert fructose into mannitol. The study also checked the production of mannitol from a cheap source of sugar, i.e. glucose-fructose syrup. Here also Lb. hilgardii FLUB produces larger amounts of mannitol in the 7th day - 0.25%, while Lb. hilgardia NRRL, 0.19% on day 7. No. intermedius NRRL did not produce mannitol on this carbon source. This may be due to the fact that glucose-fructose syrup is a mixture of various sugars, not only glucose and fructose, which may result in too high an osmotic concentration for Lb. intermedius NRRL or the presence of other sugars redirects this species to other metabolic pathways. However, the results of the performed studies confirmed the higher efficiency of mannitol production by the described Lb. hilgardii FLUB after 7 days than in other Nos. hilgardii NRRL iLb. intermedius NRRL. The analyzes performed show a greater affinity for fructose in Lb. hilgardii FLUB, which is due to adaptation to
PL 237 228 Β1 środowiska w którym żyje. Miód pitny z którego został wyizolowany, jest niekorzystnym środowiskiem ze względu na alkohol, czy wysokie stężenia cukrów, dlatego szczep Lb. hilgardii FLUB wykształcił odpowiednie mechanizmy aby przejąć tę niszę ekologiczną. Jego przystosowanie do środowiska bogatego w cukry, a w szczególności w fruktozę, spowodowało to, że jest on doskonałym producentem mannitolu.PL 237 228 Β1 the environment in which he lives. The mead from which it was isolated is an unfavorable environment due to alcohol or high sugar concentrations, therefore the Lb. hilgardii FLUB has developed appropriate mechanisms to take over this ecological niche. Its adaptation to an environment rich in sugars, and in particular in fructose, has made it an excellent producer of mannitol.
Przykład 2Example 2
Wytwarzanie mannitolu z fruktozy przez szczep Lb. hilgardii FLUBMannitol production from fructose by strain Lb. hilgardii FLUB
Kolby z pożywką MRS zaszczepiono 2% inokulum. Hodowle założono na podłożu hodowlanym z dodatkiem fruktozy 8% (w/v). Hodowle prowadzono przez 7 dni w temperaturze 30°C, z wytrząsaniem 150 rpm (Minitron Incubator Shaker Infors AG, Szwajcaria). Codziennie pobierano próbki hodowli i po odwirowaniu biomasy czysty płyn pohodowlany przechowywano w temperaturze -20°C do dalszych analiz. Procentową zawartość mannitolu określono za pomocą HPLC (Gilson Medical Electronics, Villiers-le-Bel, Francja). Próbki wcześniej oczyszczono z białek za pomocą odczynnika Carreza III. Stężenie mannitolu odczytano z chromatogramów z wykorzystaniem oprogramowania CHROMAX (POL-LAB). Procentową ilość wytworzonego przez badane szczepy mannitolu w każdym dniu hodowli przedstawiono w Tabeli 3 z uwzględnieniem wydajności procesu biosyntezy oraz na wykresie przedstawionym na Fig. 3.Flasks with MRS medium were inoculated with 2% of the inoculum. Cultures were established on a growth medium with the addition of fructose 8% (w / v). Cultures were carried out for 7 days at 30 ° C with 150 rpm shaking (Minitron Incubator Shaker Infors AG, Switzerland). Culture samples were taken daily and, after biomass centrifugation, the pure post-culture fluid was stored at -20 ° C until further analysis. The percentage of mannitol was determined by HPLC (Gilson Medical Electronics, Villiers-le-Bel, France). The samples were previously purified from proteins using Carrez III reagent. Mannitol concentration was read from the chromatograms using CHROMAX software (POL-LAB). The percentage of mannitol produced by the test strains on each cultivation day is shown in Table 3 with regard to the efficiency of the biosynthetic process and in the graph shown in Fig. 3.
Tabela 3Table 3
Przykład 3Example 3
Wytwarzanie mannitolu z glukozy i fruktozy przez szczep Lb. hilgardii FLUBMannitol production from glucose and fructose by strain Lb. hilgardii FLUB
Kolby z pożywką MRS zaszczepiono 2% inokulum. Hodowle założono na podłożu hodowlanym z dodatkiem glukozy i fruktozy po 4% w/v każdego cukru. Hodowle prowadzono przez 7 dni w temperaturze 30°C, z wytrząsaniem 150 rpm (Minitron Incubator Shaker Infors AG, Szwajcaria). Codziennie pobierano próbki hodowli i po odwirowaniu biomasy czysty płyn pohodowlany przechowywano w temperaturze -20°C do dalszych analiz. Procentową zawartość mannitolu określono za pomocą HPLC (Gilson Medical Electronics, Villiers-le-Bel, Francja). Próbki wcześniej oczyszczono z białek za pomocą odczynnika Carreza I II. Stężenie mannitolu odczytano z chromatogramów z wykorzystaniem oprogramowania CHROMAX (POL-LAB). Procentową ilość wytworzonego przez badane szczepy mannitolu w każdym dniu hodowli przedstawiono w Tabeli 4 z uwzględnieniem wydajności procesu biosyntezy oraz na wykresie przedstawionym na Fig. 4.Flasks with MRS medium were inoculated with 2% of the inoculum. Cultures were established on a culture medium with the addition of glucose and fructose 4% w / v of each sugar. Cultures were carried out for 7 days at 30 ° C with 150 rpm shaking (Minitron Incubator Shaker Infors AG, Switzerland). Culture samples were taken daily and, after biomass centrifugation, the pure post-culture fluid was stored at -20 ° C until further analysis. The percentage of mannitol was determined by HPLC (Gilson Medical Electronics, Villiers-le-Bel, France). The samples were previously purified from proteins using Carrez I II reagent. Mannitol concentration was read from the chromatograms using CHROMAX software (POL-LAB). The percentage of mannitol produced by the tested strains on each cultivation day is shown in Table 4 with regard to the efficiency of the biosynthetic process and in the graph shown in Fig. 4.
Tabela 4Table 4
PL 237 228 Β1PL 237 228 Β1
Przykład 4Example 4
Wytwarzanie mannitolu przez Lb. hilgardii FLUB z wykorzystaniem syropu glukozowo-fruktozowegoMannitol production by Lb. hilgardii FLUB with the use of glucose-fructose syrup
Kolby z pożywką MRS zaszczepiono 2% inokulum. Hodowle założono na podłożu, gdzie jedynym źródłem węgla był syrop glukozowo-fruktozowy 8% (w/v). Hodowle prowadzono przez 7 dni w temperaturze 30°C, z wytrząsaniem 150 rpm (Minitron Incubator Shaker Infors AG, Szwajcaria). Po 4 i 7 dobie pobierano próbki hodowli i po odwirowaniu biomasy czysty płyn pohodowlany przechowywano w temperaturze -20°C do dalszych analiz. Procentową zawartość mannitolu określono za pomocą HPLC (Gilson Medical Electronics, Villiers-le-Bel, Francja). Próbki wcześniej oczyszczono z białek za pomocą odczynnika Carreza liii. Stężenie mannitolu odczytano z chromatogramów z wykorzystaniem oprogramowania CHROMAX (POL-LAB). Procentową ilość wytworzonego przez badane szczepy mannitolu w każdym dniu hodowli przedstawiono w Tabeli 5 z uwzględnieniem wydajności procesu biosyntezy oraz na wykresie przedstawionym na Fig. 5.Flasks with MRS medium were inoculated with 2% of the inoculum. The cultures were set up in a medium where the only carbon source was 8% (w / v) glucose-fructose syrup. Cultures were carried out for 7 days at 30 ° C with 150 rpm shaking (Minitron Incubator Shaker Infors AG, Switzerland). After 4 and 7 days, culture samples were taken and, after biomass centrifugation, the pure post-culture fluid was stored at -20 ° C until further analyzes. The percentage of mannitol was determined by HPLC (Gilson Medical Electronics, Villiers-le-Bel, France). The samples were previously purified from proteins using Carrez III's reagent. Mannitol concentration was read from the chromatograms using CHROMAX software (POL-LAB). The percentage of mannitol produced by the test strains on each cultivation day is shown in Table 5 with regard to the efficiency of the biosynthetic process and in the graph shown in Fig. 5.
Tabela 5Table 5
Zastrzeżenia patentowePatent claims
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL429133A PL237228B1 (en) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | New strain of Lactobacillus hilgardii FLUB bacteria and use of the strain for the production of mannitol |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL429133A PL237228B1 (en) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | New strain of Lactobacillus hilgardii FLUB bacteria and use of the strain for the production of mannitol |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL429133A1 PL429133A1 (en) | 2020-09-07 |
| PL237228B1 true PL237228B1 (en) | 2021-03-22 |
Family
ID=72291496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL429133A PL237228B1 (en) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | New strain of Lactobacillus hilgardii FLUB bacteria and use of the strain for the production of mannitol |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL237228B1 (en) |
-
2019
- 2019-03-04 PL PL429133A patent/PL237228B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL429133A1 (en) | 2020-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8592198B2 (en) | Method for culturing microorganisms on a growth substrate comprising biomass obtained from methanotrophic bacteria | |
| Pohlschroeder et al. | Spirochaeta caldaria sp. nov., a thermophilic bacterium that enhances cellulose degradation by Clostridium thermocellum | |
| CN101215529A (en) | A kind of α-ketoglutarate high-yielding bacteria and its screening method and the production of α-ketoglutarate by the fermentation method of the strain | |
| Tominaga et al. | Oceanobacillus soja sp. nov. isolated from soy sauce production equipment in Japan | |
| KR101477696B1 (en) | Novel Lactobacillus sp. for brown rice fermentation and brown rice fermentation method using thereof | |
| CN121175407A (en) | Safeverfew strains with enhanced TAPS yield and methods of producing desired substances using the strains | |
| Sonnleitner et al. | Growth kinetics of Thermus thermophilus | |
| Hollis et al. | Characterization of Centers for Disease Control group NO-1, a fastidious, nonoxidative, gram-negative organism associated with dog and cat bites | |
| PL237228B1 (en) | New strain of Lactobacillus hilgardii FLUB bacteria and use of the strain for the production of mannitol | |
| Nielsen et al. | Thermoanaerobium acetigenum spec. nov., a new anaerobic, extremely thermophilic, xylanolytic non-spore-forming bacterium isolated from an Icelandic hot spring | |
| CN1054031C (en) | Production of fermented food products | |
| Muir et al. | Characterization of a respiratory mutant of Escherichia coli with reduced uptake of aminoglycoside antibiotics | |
| KR19980065078A (en) | New microorganism tricosphoronoides madida dies911 and preparation method of erythritol using this strain | |
| WATANABE et al. | NEW POLYENIC ANTIBIOTICS ACTIVE AGAINST GRAM-POSITIVE AND-NEGATIVE BACTERIA II. SCREENING OF ANTIBIOTIC PRODUCERS AND TAXONOMICAL PROPERTIES OF GLUCONOBACTER SP. W-315 | |
| KR20150066117A (en) | Novel Strains of Lactobacillus plantarum JA71 with Folic Acid Producing Ability | |
| Kim et al. | Paracoccus jeotgali sp. nov., isolated from Korean salted and fermented shrimp | |
| KR880002417B1 (en) | Guanosine Preparation | |
| DE4032287A1 (en) | L-CARNITINE DEHYDROGENASE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
| Agustina et al. | Potential isolates characterization of thermophilic bacteria from hot springs and waste agricultural production in Subang district area | |
| Mishustin et al. | Ecological variability of soil microorganisms | |
| KR100794593B1 (en) | Thalassomonas strain having agar resolution and agar oligosaccharide manufacturing method using the strain | |
| Miladiarsi et al. | Isolation and Identification of Lactic Acid Bacteria in Sinjai Typical Drinks (MINAS) | |
| KR100645995B1 (en) | Cheonggukjang Fermentation Bacillus sp.HM-6 | |
| KR0177478B1 (en) | Candida genus strain having erythritol producing ability and preparation method of erythritol using the same | |
| Jang et al. | Oceanobacillus gochujangensis sp. nov., isolated from gochujang a traditional Korean fermented food |