AGRIS - 

2023

Pozhidaeva, E.A. | Popov, E.S. | Dymovskikh, Ya.A. | Grebennikova, M.S. | Durova, Yu.V.

Natural polysaccharides are waste products of probiotic microorganisms formed during biomass synthesis. They have good prospects as ingredients for sustainable and functional food production. Polysaccharides increase the adhesive activity of lacto- and bifidobacteria on the mucous surfaces of the gastrointestinal tract. In addition, they improve the anticarcinogenic, antiviral, and immunomodulatory properties of probiotic products. Conditions that are unfavorable for microbial biomass growth are known to stimulate the synthesis of moisture-binding metabolites by probiotic microorganisms. This research featured the activity of exopolysaccharide synthesis by a probiotic consortium, which involved Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium bifidum, B. longum, B. adolescentis, B. breve, Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, L. fermentum. The temperature modes combined stages of optimal and non-optimal conditions for microbial development at (47 ± 2) deg. C or (32 ± 2) deg. C, which intensified the synthesis of moisture-binding polysaccharide metabolites. The optimal concentration of probiotic microorganisms was 108 CFU/g: it resulted in an effective concentration of lactic acid, which ensured acid coagulation of proteins in the cultivated mix. The optical density was 632–643 A while the concentration of exopolysaccharides was 87.5–89.5 mcg/mL. The maximal synthesis of moisture-binding metabolites corresponded to a two-stage cultivation process at (32 ± 2) deg.C for 4–5 h and (40 ± 2) deg.C for 4–5 h, followed by cooling to (4 ± 2) deg. C. | В развитии пищевых технологий актуально расширение возможности применения естественных полисахаридов – продуктов жизнедеятельности пробиотических микроорганизмов, образующихся в процессе синтеза биомассы. Они повышают адгезионную активность лакто- и бифидобактерий на слизистых поверхностях желудочно-кишечного тракта и способствуют формированию антиканцерогенных, противовирусных и иммуномодулирующих свойств пробиотических продуктов. Cинтез влагосвязывающих метаболитов пробиотическими микроорганизмами активируется при неблагоприятных условиях для роста биомассы. Проведены экспериментальные исследования активности синтеза экзополисахаридов консорциумом пробиотических микроорганизмов на основе Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium bifidum, B. longum, B. adolescentis, B. breve, Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, L. fermentum. Изучены температурные режимы культивирования на основе комбинирования этапов оптимальных и неоптимальных условий для развития микроорганизмов, соответствующих варьированию температуры в диапазоне более высоких (47 ± 2) град. С или более низких значений (32 ± 2) град. С, с целью интенсификации синтеза влагосвязывающих метаболитов полисахаридной природы. Установлена возможность достижения концентрации молочной кислоты, достаточной для кислотной коагуляции белков культивируемой смеси, концентрации пробиотических микроорганизмов на уровне не менее 10E8 КОЕ/г. Приведены результаты исследований оптической плотности в диапазоне 632–643 А и концентрации экзополисахаридов для образцов биомасс консорциума лакто- и бифидобактерий в пределах и 87,5–89,5 мкг/мл (соответственно 273–277 А и 37,5–38,5 мкг/мл в контрольном образце). Максимальная активность синтеза влагосвязывающих метаболитов соответствует двухстадийному процессу культивирования при температурных воздействиях (32 ± 2) град. С (4–5 ч), (40 ± 2) град. С (4–5 ч) с последующим охлаждением до (4 ± 2) град. С.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Marchenok, M.V. | Rochin, E.O. | Palagina, M.V. | Tekut'eva, L.A.

Modern technologies to produce vitamins B2 (riboflavin) and B12 (cyanocobalamin), involving the use of various producer strains or chemical synthesis are analyzed. The shortcomings of the chemical synthesis of vitamins and the difficulties that arise when using biotechnological synthesis are revealed. Based on the conducted studies, a schematic diagram of the biosynthesis of vitamins based on strains of Bacillus subtilis (to produce B2) and Pseudomonas denitrificans (to produce B12) is proposed. Nutritional media for growing strain cultures and fermentation are sterilized at t 121 deg. C for 20 min. The growing up of cultures is carried out at t 34-38 deg. C and aeration for 24 h (stirring mode 60-120 rpm). The grown-up cultures are transferred to media for fermentation, which is carried out at t 34-38 deg. C for 3-5 days (stirring mode 20-60 rpm). In the production of vitamin B2, further separation of the liquid fraction, isolation, and purification (sorption and recovery) of vitamin B2, its concentration and crystallization are carried out. In the production of vitamin B12 the fermentation is followed by separation and hydrolysis of cellular biomass, chromatographically isolation and purification of the vitamin, concentration of the collected fractions and crystallization. The introduction of the developed technologies will expand the production of vitamins B2 and B12 in the conditions of Russian enterprises. | Проанализированы современные технологии производства витаминов B2 (рибофлавин) и B12 (цианокобаламин), предусматривающие использование различных штаммов-продуцентов или химического синтеза. Выявлены недостатки химического синтеза витаминов и сложности, возникающие при использовании биотехнологического синтеза. На основании проведенных исследований предложена принципиальная схема биосинтеза витаминов на основе штаммов Bacillus subtilis (для производства B2) и Pseudomonas denitrificans (для производства B12). Питательные среды для подращивания культур штаммов и ферментации стерилизуют при t 121 град. C в течение 20 мин. Подращивание культур ведут при t 34-38 град. C и аэрации в течение 24 ч (режим перемешивания 60-120 об/мин). Подрощенные культуры переносят в среды, предназначенные для ферментации, которую проводят при t 34-38 град. C в течение 3-5 сут (режим перемешивания 20-60 об. мин). При производстве витамина B2 далее осуществляют сепарацию и отделение жидкой фракции, выделение и очистку (сорбция и воcстановление) витамина B2, его концентрирование и кристаллизацию. При производстве витамина B12 после ферментации проводят сепарацию и гидролиз клеточной биомассы, хроматографически выделяют и очищают витамин, проводят концентрирование собранных фракций и кристаллизацию. Внедрение разработанных технологий расширит возможности производства витаминов B2 и B12 в условиях российских предприятий.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Ostrenko, K.S. | Galochkina, V.P. | Kut'in, I.V. | Kol'tsov, K.S. | Gavrikov, A.S.

The final product of protein catabolism is ammonia, which has a depressant effect on neurons. The neutralization of ammonia in mammals occurs in the ornithine cycle (OC), the regulation of liver OC activity is carried out mainly at the level of carbamoylphosphate synthetase, which is inactive in the absence of an allosteric activator, N-acetylglutamate (NAG), its synthetic non-metabolizable analogue is N-carbamoylglutamate (NCG). The Krebs cycle is coupled to OC through a common substrate, arginine succinate, so the effects of ammonia neutralization, the processes of amino acids and energy metabolism are largely interrelated. The purpose of the study is to evaluate the effectiveness of the use of NCG supplement to optimize metabolic processes and to neutralize ammonia in suckling piglets. The experiment was carried out on 2 groups of piglets, 12 heads in each, formed at the age of 8 days. An aqueous solution of the drug was given to the experimental group at a dose of 10 mg/kg of body weight, once a day. The duration of feeding the supplement was 32 days, the average daily gain in live weight was determined at weaning at the age of 40 days. At the end of feeding the supplement, on 30th day from the start of the experiment, the blood serum levels of ammonia and urea were decreased (P less than 0.05), concentration of arginine (P less than 0.05), triacylglycerols (P less than 0.05) and daily live weight gains (P less than 0.05) were increased in comparison with the control group. It has been concluded that the use of the NCG supplement contributes to an increase in the production of endogenous arginine, the neutralization of ammonia formed in metabolic processes, and the saving of metabolic energy costs for the binding of ammonia in the urea formation cycle. | Конечным продуктом катаболизма белка является аммиак, который оказывает угнетающее воздействие на нейроны. Обезвреживание аммиака у млекопитающих происходит в орнитиновом цикле (ОЦ), регуляция активности ОЦ печени осуществляется в основном на уровне карбамоилфосфатсинтетазы, которая малоактивна в отсутствие аллостерического активатора - N-ацетилглутамата (NAG), а синтетический неметаболизируемый аналог NAG - N-карбамоилглутамат (NКГ). Цикл Кребса сопряжён с ОЦ через общий субстрат - аргининсукцинат, поэтому эффекты нейтрализации аммиака, процессы аминокислотного и энергетического обмена в значительной степени взаимосвязаны. Цель исследования - оценить эффективность применения добавки NКГ для оптимизации обменных процессов и нейтрализации аммиака у поросят-сосунов. Опыт проведен на двух группах поросят, по 12 голов в каждой, сформированных в возрасте 8 сут. Водный раствор препарата выпаивали опытной группе в дозе 10 мг/кг массы тела однократно ежедневно. Продолжительность скармливания добавки 32 сут, среднесуточный прирост живой массы определяли при отъёме в возрасте 40 сут. По окончании скармливания добавки в опытной группе на 30-е сут от начала опыта выявлено снижение в плазме крови содержания аммиака (Р меньше 0,05) и мочевины, увеличение концентрации аргинина (Р меньше 0,05), триацилглицеролов (Р меньше 0,05) и среднесуточных приростов живой массы (Р меньше 0,05) в сравнении с контрольной группой. Заключили, что применение добавки NКГ способствует повышению продукции эндогенного аргинина, нейтрализации аммиака, образующегося в метаболических процессах, а также экономии затрат метаболической энергии на связывание аммиака в цикле мочевинообразования.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Kuz'micheva, T.P. | Marinicheva, E.A. | Fomenko, I.A. | Bel'skij, I.D.

Lactic acid (LA) is finding increasing use in a variety of industries, but the high costs of nutrient media components in the production are holding back constrain the expansion of its market. Corn extract as the only source of organic nitrogen and growth factors can reduce the cost of еруproduction without a significant change in other cultivation parameters. The object of the study was a strain of Lactiplantibacillus plantarum subsp. plantarum B-4487, which on a standard MRS medium produced 123 g/L of LA, 95% of which is represented by the L-isomer, in 24 hours with an average and maximum productivity of 4.35 and 6.38 g/L*h respectively. As a result, a cultivation scheme was proposed in which LA biosynthesis in the stationary phase of growth occurs at an average rate of 3 g/L*h, conversion of sugars is just over 90% in 72 hours, and accumulation of LA and its salts in the culture fluid averages 90–100 g/L, which is less than the parameters recorded when culturing on the most suitable MRS medium for lactobacilli, but is justified in terms of the nutrient medium cost. It was possible to replace all the components being organic nitrogen sources with corn extract. The provided scheme can be further modified by using a more accessible and cheaper carbon source such as waste from agricultural production as a substitute for pure glucose used in this work. In addition, this scheme can be improved by returning biomass to the fermenter using membrane filters. The results of the work can be applied at the LA producing plants. | Молочная кислота (МК) находит все большее применение в различных отраслях промышленности, но высокие затраты на компоненты питательных сред при производстве сдерживают расширение ее рынка. Кукурузный экстракт в качестве единственного источника органического азота и ростовых факторов способен снизить себестоимость производства МК без существенного изменения других параметров культивирования. Объектом исследования был штамм Lactiplantibacillus plantarum subsp. plantarum B-4487, который на стандартной среде MRS выработал 123 г/л МК, 95% которой представлено L-изомером, за 24 ч со средней и максимальной производительностью 4,35 и 6,38 г/л*ч соответственно. На основе результатов исследования предложена схема культивирования, при которой биосинтез МК в стационарной фазе роста происходит со средней скоростью 3 г/л*ч, конверсия сахаров составляет чуть больше 90% за 72 ч, а накопление МК и ее солей в культуральной жидкости в среднем достигает 90–100 г/л. Это меньше по сравнению с параметрами, зафиксированными при культивировании на эталонной для лактобацилл среде MRS, но является оправданным с точки зрения стоимости питательной среды. При этом удалось заменить все компоненты – источники органического азота на кукурузный экстракт. Разработанная схема может быть в дальнейшем модифицирована за счет использования более доступного и дешевого источника углерода – отхода с.-х. производства - для замены чистой глюкозы, использованной в данной работе. Кроме того, предложенная схема может быть улучшена путем возврата биомассы в ферментер с использованием мембранных фильтров. Результаты работы могут быть применены на заводах по производству МК.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Popov, V.G. | Aksent'eva, V.V.

The purpose of the research is to develop a method for obtaining polyphenolic compounds from plant raw materials in callus cell culture. The research objects were berries and leaves of common lingonberry (Vaccinium vitis-idaea L.) 'Kostromichka' and marsh cranberry (Oxycoccus palustris Pers.) 'Alaya zapovednaya' collected in the Arctic territory of the Yamalo-Nenets Autonomous District and in the south of the Tyumen region. Leaves of young annual shoots acted as explants. The following culture media (CM) were used to increase the content of polyphenolic compounds in the culture: Murashige and Skoog (CM1); Anderson (CM2); experimental one (CM3) based on a decoction of wheat bran, potato pulp, brewer's grains, beet pulp, whey, CaCl2, vitamins C and B2, sucrose, phytohormones. Callusogenesis in lingonberry and cranberry leaf cell cultures was induced by cultivation in the light. The coefficient of callusogenesis in lingonberry and cranberry cell cultures was 52.8 and 47.2%, respectively, when cultivated on CM1; 62.4 and 57.4% at CM2; 42.2 and 45.1% at CM3. The maximum accumulation of callus matter/polyphenolic compounds occurred on days 35–37 due to the use of CM2. It has been established that in the absence of hormonal preparations, callusogenesis does not occur. The increase in polyphenolic compounds in the callus matter on CM1 ranged from 0.8 to 2.2 mg/100 g; on CM2 - from 0.9 to 4.5; on CM3 - from 0.5 to 1.2 mg/100 g. The physicochemical parameters of extracts obtained from the dried biomass of callus cultures are given. The results of the study showed that the content of polyphenolic compounds depended on the presence of the cytokinin hormone in CMs. Dried callus matter due to the high content of polyphenolic compounds can be used for inclusion in the composition of complex food supplements. | Цель исследований – разработка способа получения полифенольных соединений из фитосырья в каллусной культуре клеток. Объектами исследований являлись ягоды и листья брусники обыкновенной (Vaccinium vitis-idaea L.) сорта Костромичка и клюквы болотной (Oxycoccus palustris Pers.) сорта Алая заповедная, собранные на арктической территории Ямало-Ненецкого АО и на юге Тюменской области. В качестве эксплантов выступали листья молодых однолетних побегов. Для увеличения содержания полифенольных соединений в культуре использовали питательные среды (ПС): Мурасиге – Скуга (ПС1); Андерсона (ПС2); экспериментальную, на основе отвара пшеничных отрубей картофельной мезги, пивной дробины, свекловичного жома, молочной сыворотки, СаCl2, витаминов С и В2, сахарозы, фитогормонов (ПС3). Каллусогенез в культуре клеток листьев брусники и клюквы индуцировали культивированием на свету. Коэффициент каллусогенеза в культурах клеток брусники и клюквы составил, соответственно, 52,8 и 47,2% при культивировании на ПС1; 62,4 и 57,4% на ПС2; 42,2 и 45,1% на ПС3. Максимум накопления каллусных масс/полифенольных соединений приходился на 35–37 сутки при росте на ПС2. Установлено, что при отсутствии гормональных препаратов каллусогенез не происходит. Прирост полифенольных соединений в каллусной массе на ПС1 составил от 0,8 до 2,2 мг/100 г; на ПС2 - от 0,9 до 4,5; на ПС3 – от 0,5 до 1,2 мг/100 г. Приведены физико-химические показатели экстрактов, полученных из высушенной биомассы каллусных культур. Результаты исследования показали, что содержание полифенольных соединений зависело от присутствия гормона цитокинина в ПС. Высушенные каллусные массы благодаря высокому содержанию полифенольных соединений можно использовать для включения в состав комплексных пищевых добавок.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Kovalev, N.N. | Leskova, S.E. | Mikheev, E.V. | Pozdnyakova, Yu.M. | Esipenko, R.V., Far Eastern State Technical Fishery Univ., Vladivostok

Обосновано применение салициловой кислоты как стимулятора роста микроводорослей. Проведена оценка влияния широкого диапазона концентраций салициловой кислоты на динамику роста Tetraselmis suecica в накопительной культуре. Культивирование осуществляли в монокультуре. Прирост биомассы водорослей находили по увеличению числа клеток, просчитанных в каждом опыте в 3 камерах Горяева под световым микроскопом. Продолжительность экспериментов составляла 14 дней. Показано, что салициловая кислота в концентрациях 0,4-1,9*10Е-5 моль ингибирует рост водоросли. Рост контрольной культуры имеет 2 выраженных пика численности на 4 и 12 день эксперимента. Внесение салициловой кислоты в концентрациях 0,44-1,9*10Е-5 моль сопровождалось изменением характера кривых роста: максимум количества клеток отмечался на 12 день эксперимента. Более высокая концентрация фитогормона (3,75*10Е-5 моль) обеспечивала рост плотности культуры на 414% за 14 дней эксперимента. Рост культуры T. suecica в контрольной группе составил 332%. Рассчитаны значения удельной скорости роста T. suecica в различные периоды культивирования. После 14 дней эксперимента проведена оценка биохимического состава биомассы микроводорослей, которая показала стимуляцию салициловой кислотой в концентрации 3,75*10Е-5 моль накопления углеводов. Содержание углеводов в экспериментальной группе было на 14% больше по сравнению с контрольной группой. Высокая концентрация фитогормона подавляла накопление в культуре белка, липидов и хлорофилла и стимулировала накопление углеводов. Сделано предположение, что возможным механизмом разнонаправленного действия салициловой кислоты является ее влияние на синтез и катаболизм через ингибирование синтеза и метаболизма эндогенных гормонов растений. | The use of salicylic acid as a stimulator of microalgae growth substantiated. The influence of a wide range of salicylic acid concentrations on the growth dynamics of Tetraselmis suecica in enrichment culture has been evaluated. Cultivation was carried out in monoculture. An increase in algal biomass was measured by the increasing number of cells counted in each experiment in 3 Goryaev chambers under a light microscope. The duration of the experiments was 14 days. It is shown that salicylic acid in concentrations of 0.4-1.9*10Е-5 M inhibits the growth of algae. The growth of the control culture has 2 pronounced peak numbers on 4th and 12th days of the experiment. The introduction of salicylic acid in concentrations of 0.44-1.9*10Е-5 M was accompanied by a change of the growth curves: the maximum number of cells was observed on 12-th day of the experiment. A higher concentration of phytohormone (3.75*10Е-5 M) provided an increase in crop density by 414% over 14 days of the experiment. The growth of T. suecica culture in the control group was 332%. The values of the specific growth rate of T. suecica were calculated for different periods of cultivation. After 14 days of the experiment, the biochemical composition of the microalgae biomass was evaluated, which showed stimulation with salicylic acid at a concentration of 3.75*10Е-5 M carbohydrate accumulation. The high concentration of phytohormone suppressed the accumulation of protein, lipids and chlorophyll in the culture and stimulated the accumulation of carbohydrates. It has been suggested that a possible mechanism for the multidirectional action of salicylic acid is its effect on synthesis and catabolism through inhibition of the synthesis and metabolism of endogenous plant hormones.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Semenikhin, S.O. | Vorob'eva, O.V. | Babakina, M.V. | Gorodetskij, V.O., Krasnodar Research and Development Inst. of Storage and Processing of Agricultural Produce

Побочный продукт сахарного производства – свекловичная меласса используется в микробиологической промышленности в качестве компонента высокопродуктивного субстрата для культивирования микроорганизмов, синтезирующих биологически активные вещества. Перспективна предварительная подготовка мелассы путем ее насыщения биогенными веществами, повышающими эффективность жизнедеятельности микроорганизмов. Для подтверждения этого исследовано влияние внесения биогенных веществ в растворы свекловичной мелассы при их обработке на жизнедеятельность микроорганизмов, способствующих повышению синтеза витамина В2 и жиров. Объектами исследования были раствор свекловичной мелассы с массовой долей сухих веществ 78% и 3 штамма микроорганизмов – Bacillus subtilis B-501, Cryptococcus curvatus Y-2236 и Rhodotorula glutinis Y-332. Анализ исходного содержания макро- и микроэлементов в растворе свекловичной мелассы позволил установить, что содержащихся в мелассе биогенных веществ достаточно для жизнедеятельности Bacillus subtilis B-501 с удельной выработкой витамина В2 в количестве 0,019 г/г сахаров при степени утилизации сахаров 42,55%. Для повышения эффективности жизнедеятельности Rhodotorula glutinis Y-332 требуется внесение сульфатов железа FeSO4 и марганца MnSO4, которые способствуют увеличению удельной выработки жиров с 0,019 до 0,030 г/г сахаров в каждом случае. Для повышения эффективности жизнедеятельности Cryptococcus curvatus Y-2236 требуется внесение сульфатов железа FeSO4 и марганца MnSO4, а также источников фосфора KH2PO4 и азота (NH4)2SO4. Внесение указанных биогенных веществ способствует повышению удельной выработки жиров с 0,011 до 0,015–0,020 г/г сахаров. | A byproduct of sugar production – beet molasses is used in the microbiological industry as a component of a highly productive substrate for the cultivation of microorganisms that synthesize biologically active substances. The preliminary preparation of molasses by its saturation with biogenic substances to increase the efficiency of the vital activity of microorganisms is promising. To confirm this, the effect of introducing biogenic substances into the solution of beet molasses during their processing on the vital activity of microorganisms that contribute to the increase in the synthesis of vitamin B2 and fats has been studied. The objects of the study were a solution of beet molasses with a mass fraction of dry substances of 78% and 3 strains of microorganisms – Bacillus subtilis B-501, Cryptococcus curvatus Y-2236 and Rhodotorula glutinis Y-332. Analysis of the initial content of macro-and microelements in the solution of beet molasses allowed establishing that the nutrients contained in the molasses are sufficient for the vital activity of Bacillus subtilis B-501 with a specific production of vitamin B2 in the amount of 0.019 g/g of sugars with a degree of sugar utilization of 42.55%. To improve the vital efficiency of the Rhodotorula glutinis Y-332, the addition of ferrous FeSO4 and manganese MnSO4 sulfates is required, which increase the fats specific production from 0.019 to 0.03 g/g of sugars in each case. To improve the vital efficiency of the Cryptococcus curvatus Y-2236 the addition of ferrous FeSO4 and manganese MnSO4 sulfates, as well as sources of phosphorus KH2PO4 and nitrogenium (NH4)2SO4 is required. Adding these nutrients contributes the increase of fat specific production from 0.011 to 0.015–0.020 g/g of sugars.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Tyapkina , D.Yu. | Slugina, M.A. | Kochieva, E.Z.

Аскорбиновая кислота (аскорбат, витамин С) играет важную роль в различных метаболических процессах и у растений, и у человека, поэтому увеличение содержания аскорбата в клетках растений при помощи селекционных подходов важно для повышения как пищевой ценности плодов, так и устойчивости растений к стрессу. В данной работе амплифицированы, клонированы и секвенированы гомологи гена GME1, играющего ключевую роль в биосинтезе аскорбата, у томата овощного и 11 дикорастущих видов томата. Структурный анализ показал низкую степень вариабельности гена GME1 у изученных образцов. В кодирующих последовательностях GME1 выявлено 28 однонуклеотидных замен (single nucleotide polymorphisms, SNPs), из которых только две (G2E и E281D) приводили к несинонимичным заменам у видов S. neorickii и S. peruvianum var. dentatum. Анализ мотивов и доменов белка GME1 томатов не выявил каких-либо специфических мотивов ни на межвидовом уровне, ни на более отдаленных таксономических уровнях. Наблюдаемый высокий консерватизм GME1 у достаточно эволюционно отдаленных видов томата, по всей видимости, служит свидетельством функциональной значимости этого фермента для синтеза аскорбата и, опосредованно, для защиты от стрессовых факторов, прежде всего фотостресса. Корреляцию между аминокислотными (нуклеотидными) заменами и содержанием аскорбата в плодах не обнаружили. При сравнительном межвидовом органоспецифическом анализе и анализе зависимости количества аскорбата в зрелых плодах у сортов и дикорастущих образцов от уровня экспрессии GME1 также не выявили связи между транскрипционной активностью GME1 и концентрацией аскорбата. Можно также предположить, что определяющее влияние на конечное содержание аскорбата в созревшем плоде томата, вероятно, оказывает не интенсивность экспрессии GME1 на завершающей стадии созревания плода, а то, насколько ген GME1 был активен на более ранних стадиях созревания. | Ascorbic acid (ascorbate, vitamin C) plays an important role in various metabolic processes in both plants and humans, therefore, increasing the content of ascorbate in plant cells using breeding approaches is important for increasing both the nutritional value of fruits and plant resistance to stress. In this study, there are amplified, cloned and sequenced novel GME1 gene homologues, thereby playing a key role in ascorbate biosynthesis in cultivated tomato and 11 wild tomato species. Structural analysis showed a low GME1variability level of in tomato species. In the GME1 coding sequences, 28 SNPs were identified, of which only two led to nonsynonymous aminoacid substitutions (G2E and E281D) in S. neorickii and S. peruvianum var. dentatum. Analysis of GME1 motifs and domains did not reveal any specific motifs either at the interspecific level or at more distant taxonomic levels. The high GME1 conservatism observed in quite evolutionarily distant tomato species is most likely due to the functional significance of this enzyme for the ascorbate synthesis and, indirectly, for protection from stress factors, primarily photostress. No correlation was found between amino acid or nucleotide substitutions and ascorbate levels in fruits. Expression analysis, including comparative interspecies organ-specific analysis and analysis of the dependence of the ascorbate content in mature fruits in tomato cultivars and wild species accessions and the GME1 expression level, also did not reveal a relationship between transcriptional levels and ascorbate concentration. It can also be assumed that the final ascorbate content in the ripe tomato fruit may be influenced not by the intensity of GME1 expression at the last stage of fruit ripening, but by how this gene was active at earlier stages of ripening.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Borisenko, E.G. | Madzu, O.B. | Pirogovskaya, E.K. | Maslova, T.A. | Azanova, A.A., Moscow State Univ. of Food Production

The problem of protein deficit in human food and animal feeds may be solved by yeast bioconversion vegetable stock. In this connection the biomass productivity of several strains of g. Pichia yeast when cultivating on non-hydrolyzed cellulose substrates was studied. The accumulation of yeast biomass was carried out by the deep and solid phase yeast fermentation method for different plant substrates. The yeast fermentation was conducted at the humidity of 50–60% and the temperature of 30 deg. C within 48 h. The results of cultivation were evaluated by direct counting the yeast cells in the Goryaev chamber after their required dilutions. The experimental material for the productivity of different strains of the g. Pichia yeast on cellulosic stock is presented. Some strains more intensively accumulate biomass on non-sterile media thereby greatly reducing the costs for their cultivation. It has been proved that different types of cellulosic substrates, in particular, crushed straw, hay flour, wheat bran, and corn stalk can be used for yeast cultivation, and also can be used in the production technology of microbial biomass and protein in vitro. This protein can be introduced into feed, food, and used as fertilizers. | Проблему дефицита белка в пище человека и кормах животных можно решить путем дрожжевой биоконверсии растительного сырья. В этой связи исследовали продуктивность биомассы нескольких штаммов дрожжей р. Pichia при культивировании на негидролизованных целлюлозных субстратах. Накопление дрожжевой биомассы осуществляли методом глубинной и твердофазной ферментации дрожжей на разных растительных субстратах. Дрожжевую ферментацию вели при влажности 50–60%, температуре 30 град. C в течение 48 ч. Результаты культивирования оценивали прямым подсчетом дрожжевых клеток в камере Горяева после их необходимых разведений. Представлен экспериментальный материал продуктивности разных штаммов дрожжей р. Pichia на целлюлозосодержащем сырье. Некоторые штаммы более интенсивно накапливают биомассу на нестерильных средах, что существенно снижает затраты на их культивирование. Доказано, что различные виды целлюлозных субстратов, в частности измельченная солома, сенная мука, пшеничные отруби, кукурузный стебель могут применяться для культивирования дрожжей, а также использоваться в технологии производства микробной биомассы и белка in vitro. Такой белок можно будет вводить в корма, в пищу, использовать в качестве удобрения.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Begunova, A.V. | Rozhkova, I.V. | Shirshova, T.I. | Novikova, I.S., All-Russia Research and Development Inst. of Dairy Industry, Moscow

The results of the studies covering the growth medium impact on production by the strain Lactobacillus reuteri LR1of the antimicrobial components (AC) of different bacteriocines and reuterin are presented. For the temperatures of cultivation studied of 30±1 deg. C and 37±1 deg. C the antimicrobial activity of L. reuteri LR1 culture liquids against indicator strain E. coli ATCC 25922 possessed the largest values at the concentration of glycerol in the cultivation medium 150 and 200 mM. Antimicrobial activity of L. reuteri LR1 nulture liquids obtained after cultivation at 30±1 deg. C in the MRS-broth growth medium with testable glycerol concentrations was higher than the antimicrobial activity after cultivation at 37±1 deg. C with the same glycerol concentrations. The addition of glucose in the amount of 0.1 M at cultivation temperature 30±1 deg. C promotes accumulating in the medium AC produced by L. reuteri at 37±1 deg. C in the media with glucose and without glucose no statistically significant differences were observed. The AC accumulation was higher when glycerol was added than when glucose was added. That's why in the subsequent studies glycerol was used as a medium component stimulating biosynthesis. In the presence of 150 and 250 mM of glycerol L. reuteri LR1 died in a certain time span (cell counts became lower than the original count approximately after 12 h). Stepped cultivation of L. reuteri LR1 is required: first on the medium for the most accumulation of cells, then in an aqueous glycerol medium for bioconversion of glycerol into AC. | Представлены результаты исследований по влиянию компонентов питательной среды на продуцирование штаммом Lactobacillus reuteri LR1 антимикробных компонентов (АК):различных бактериоцинов и реутерина. Для исследуемых температур культивирования 30±1 и 37±1 град. С антимикробная активность культуральных жидкостей L. reuteri LR1 против индикаторного штамма E. coliАТСС 25922 имела наибольшие значения при концентрации глицеринав среде культивирования 150 и 200 мМ. В целом антимикробная активность культуральных жидкостей L. reuteri LR1, полученных после культивирования при t30±1 град. С на питательной среде MRS-бульон с тестируемыми концентрациями глицерина, была выше антимикробной активности после культивирования при t 37±1 град. С с такими же концентрациями глицерина. Добавление глюкозы в количестве 0,1 М при температуре культивирования 30±1 град. С способствует накоплению в среде АК, продуцируемых L. reuteri, а при 37±1 град. С на средах с глюкозой и без глюкозы статистически значимых различий обнаружено не было. При добавлении глицерина накопление АК было выше, чем при добавлении глюкозы. Поэтому в дальнейших исследованиях как компонент среды, стимулирующий биосинтез АК, использовали глицерин. В присутствии 150 и 250 мМ глицерина L. reuteri LR1 гибли через определенный промежуток времениклетки (их количество становилось ниже исходного примерно через 12 ч). Необходимо поэтапное культивирование L. reuteri LR1: сначала на средедля наибольшего накопления клеток, затем в водно-глицериновой среде для биоконверсии глицерина в АК.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation