CC BY
102
УДК 579.8:582.284
РІСТ Ganoderma applanatum (Pers.) Pat.
І G. lucidum (Curtis) P. Karst.
ТА СИНТЕЗ ЕКЗОПОЛІСАХАРИДІВ В УМОВАХ ГЛИБИННОГО КУЛЬТИВУВАННЯ
ДУ «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України»
Т. А. Круподьорова
Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України, Київ E-mail: [email protected]
Отримано 04.06.2010
Досліджено динаміку росту та синтезу екзополісахаридів, описано морфологію колоній певних штамів лікарських грибів Ganoderma applanatum (Pers.) Pat. і G. lucidum (Curtis) P. Karst. за умов глибинного культивування на відходах харчової промисловості України — молочній сироватці та крохмальній крупці. Вивчено мікроморфологічні характеристики вегетативного міцелію, які забезпечують контроль за чистотою росту культур. Встановлено, що молочна сироватка була сприятливішим середовищем для накопичення культурального міцелію та екзополісахаридів для обох культур. Максимальну кількість (17,2 ± 0,1 г/л) міцелію G. applanatum 1572 отримано на 11-ту добу, G. lucidum 1621 — 29,6 ± 0,4 г/л — на 5-ту добу. На 11-ту добу культивування найбільша кількість екзополісахаридів G. applanatum 1572 становила 9,1 ± 0,1 г/л, а G. lucidum 1621 — 10,0 ± 0,1 г/л.
Ключові слова: морфологія, G. applanatum, G. lucidum, біомаса, екзополісахариди, глибинне культивування.
Унікальність біологічних і біосинтетич-них властивостей вищих базидіальних грибів зумовлює їх широке використання в сучасній біотехнології, фармакології, біомедицині.
З метою отримання цінних харчових продуктів, різноманітних лікувально-профілактичних засобів і біологічно активних речовин проводять дослідження хімічного складу базидіоміцетів, розробляють нові методи культивування.
Ксилотрофні гриби роду Ganoderma Karst., зокрема Ganoderma lucidum (Curtis:
Fr.) P. Karst. і G. applanatum (Pers.: Wallr.)
Pat., у східній медицині застосовують вже понад 4 тис. років. Терапевтична активність видів G. lucidum (ганодерма блискуча, трутовик лакований) і G. applanatum (ганодерма плоска, трутовик плоский) зумовлена наявністю в цих грибах біологічно активних компонентів, передусім полісахаридів. Понад 100 типів полісахаридів було ізольовано з плодових тіл, спор та міцелію G. lucidum [1, 2]. Дані щодо різноманітності складу полісахаридів G. applanatum в літературі відсутні. Проте відомо, що біологічна дія зумовлена різними класами полісахаридів: в-
1-3-, Р-1-6-0-глюканами, гетероглюканами
та глікопротеїнами [2-5]. Екзополісахариди синтезуються грибами позаклітинно в умовах глибинного культивування. Як і ендо-полісахариди, вони мають широкий спектр біологічної дії, насамперед через стимуляцію імунної системи організму [6-11]. Особливий інтерес дослідників до вивчення екзополісахаридів пояснюється тим, що технологічна схема їх одержання значно простіша порівняно з виділенням із плодових тіл або міцелію. Вченими з’ясовано вплив різних факторів на утворення екзополісахаридів C. lucidum і G. applanatum [12-15].
Враховуючи високу собівартість більшості комерційних живильних середовищ, перспективним напрямом вважають глибинне культивування видів роду Ganoderma на доступних та дешевих живильних середовищах. Такими субстратами для отримання біомаси вищих базидіальних грибів, на думку багатьох авторів [16-20], є відходи перероблення фруктів, овочів, картоплі, кукурудзи, молочна сироватка тощо. Однак робіт, пов’язаних з вивченням особливостей росту, синтезом метаболітів, розробкою способів отримання міцелію грибів роду Ganoderma на вищезазначених субстратах,
порівняно мало. Крім того, утилізація відходів харчової промисловості дає змогу вирішити два завдання: використовувати
біологічно активні речовини, що залишаються у відходах, та зменшувати забруднення довкілля.
Метою роботи було вивчення росту G. lucidum і G. applanatum та синтезу екзо-полісахаридів на рідких середовищах (відходах харчової промисловості) в умовах глибинного культивування.
Матеріали і методи
Попереднє вивчення потреб живлення досліджуваних штамів G. applanatum і G. lucidum дозволило відібрати штами, що краще за інші культури росли на живильних середовищах з лактозою або крохмалем і за швидкістю радіального росту належать до швидкорослої групи культур [21]. Об’єктами досліджень були штами G. applanatum 1572 і G. lucidum 1621, що зберігаються в колекції культур шапинкових грибів Інституту ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України (ffiK) [22]. Як живильні комплексні середовища для G. applanatum 1572 і G. lucidum 1621 було обрано нативну молочну сироватку виробництва ВАТ «Яготинсь-кий маслозавод» (м. Яготин, Київська обл.) та крохмальну крупку — відхід виробництва ВАТ «Кремнянський крохмальний завод» (с. Кремно, Житомирська обл.). Середовища автоклавували 20 хв за 1 атм та температури 121 °С. Глибинне культивування [23] на рідких середовищах проводили на лабораторних качалках (120 об/хв) в колбах Ерленмеєра ємністю 250 мл, що містили 50 мл рідкого середовища. Середовища інокулювали гомогенізованою біомасою певного штаму (10% за об’ємом) та інкубували за температури 28 ± 2 °С. Гриби вирощували на рідких середовищах такого складу:
• нативна молочна сироватка виробництва ВАТ «Яготинський маслозавод», масова частка (%): лактоза — 60; протеїн — 10; ліпіди — 2; молочна кислота — 7,85; вітаміни — 0,15; зола — 7 [24];
• нативна крупка (відхід виробництва ВАТ «Кремнянський крохмальний завод») — 20,0 г; вода — 1 л. Склад нативної крупки, масова частка (%): крохмаль — 76,3; протеїн — 15,6; ліпіди — 1,3; ендополісахариди — 5,2; зола — 1,6.
Розрахунки біомаси здійснювали ваговим методом [23] за абсолютно сухою речовиною після висушування за температури 105 ±1 °С до постійної ваги. Дослідження
мікроструктур культур виконували за допомогою сканувального електронного мікроскопа (СЕМ) зі збільшенням від 2 500 до 15 000, JSM-35C (Японія), за наведеною в літературі методикою [23].
Визначення синтезованої кількості біомаси, екзополісахаридів та рН культураль-ної рідини штамів (G. applanatum 1572 і G. lucidum 1621) проводили в динаміці кожні 48 год, починаючи з 1-ї до 19-ї доби глибинного культивування на нативній молочній сироватці та середовищі з нативною крупкою. Кількість екзополісахаридів визначали в культуральній рідині за описаною методикою [15]. Для виділення екзополіса-харидів культуральну рідину упарювали в 2-3 рази, осаджували етиловим спиртом (1:1) та залишали за температури 4 °С до повного осадження. Потім осаджені полісахариди відділяли центрифугуванням, діалі-зували 3 доби проти дистильованої води, пе-реосаджували спиртом, відділяли центрифугуванням та сушили за температури 4 °С до постійної маси.
Повторність проведених дослідів — п’ятикратна. Кількісні результати, що їх було отримано при порівняльному вивченні штамів у всіх проведених експериментах, оброблено статистичними методами за допомогою комп’ютерних пакетів Microsoft Office Excell і StatSoft Statistika 6.0.
Результати та обговорення
Відомо, що умови глибинного культивування зумовлюють зміни морфології культур [16, 17, 20, 25, 26]. У наших експериментах у період активного росту культур G. applanatum 1572 та G. lucidum 1621 із міцеліальних ниток поступово утворювались агломерати неправильної (рис. 1, 2) та правильної (рис.
3, 4) форм, які залишались незмінними до 19-ї доби культивування. На зрізах агломерати не мали клітинної диференціації, міцелій згруповувався в щільні утворення.
Для росту вищих базидіоміцетів у глибинній культурі характерним є нитчасте дисперсне зростання або утворення різних за розмірами, щільністю та формою (неправильною чи кулькоподібною) міцеліальних агломератів, від яких можуть відходити різної довжини одиночні гіфи або гіфальні пучки чи тяжі [16, 17, 20]. Форма та розміри міцеліа-льних агломератів досліджуваних нами G. applanatum 1572 і G. lucidum 1621 змінювалися залежно від складу живильного середовища. Аналогічну закономірність для штамів G. lucidum було виявлено Гарибовою та ін. [27].
Рис. 1. Колонії G. applanatum 1572 в умовах глибинного культивування на крупці (x3)
Рис. 3. Колонії G. lucidum 1621 в умовах глибинного культивування на крупці (x5)
Рис. 2. Колонії G. applanatum 1572 в умовах глибинного культивування на молочній сироватці (х5)
Рис. 4. Колонії G. lucidum 1621 в умовах глибинного культивування на молочній сироватці (х5)
В умовах глибинного культивування G.applanatum 1572 на крупці спостерігали появу пухких агломератів (рис. 1), а на молочній сироватці — гладких і твердих (рис. 2). G. lucidum 1621 характеризувались утворенням агломератів з нитчастим ростом на поверхні (рис. 3, 4). Агломерати, одержані на середовищі з крупкою, були твердішими за ті, що формувались на молочній сироватці.
Розміри утворених на молочній сироватці агломератів G. lucidum 1621, на противагу тим, які було отримано на крупці, істотно відрізнялись і варіювали від 0,5 до 3 мм у діаметрі, що збігається з результатами інших дослідників [28, 29]. Агломерати G. applanatum 1572, що були синтезовані на крупці, мали більш-менш однаковий розмір, на відміну від агломератів, сформованих під час культивування на молочній сироватці. Розмір останніх коливався від дрібних (1 мм у діаметрі) до досить великих (5 мм у діаметрі). Відомо, що перемішування впливає на структуру вже сформованих кульок. Так, збільшення швидкості обертання сприяє утворенню дрібних та компактних, а повільне перемішування — пухких, рихлих кульок [16]. Слід також зазначити, що утворення колоній у формі агломератів зумовлено низкою чинників: умовами культивування (швидкістю перемішування, рН, складом живильного середовища) [9, 16, 17,
20], взаємодією міцелію та стінок культиваційного посуду під час перемішування, співвідношенням між частотою галуження гіф та швидкістю росту міцелію тощо [16]. На розмір агломератів G. lucidum може впливати також концентрація інокулюма [28] і, частково, значна концентрація глюкози [30]. В умовах нашого експерименту інтенсивність перемішування не змінювалась.
Відомо, що за умов глибинного культивування вищі базидіоміцети утворюють ті самі форми вегетативного та безстатевого спороношення, що й у процесі росту на щільних живильних середовищах [17]. На сусло-агаризованому середовищі, інокульованому глибинним міцелієм досліджуваних культур, з використанням СЕМ нами виявлено характерні для вищих базидіоміцетів анастомози (рис. 5, Б; 6, Б) та пряжки (рис. 7; А; 8, А). У обох видів відзначено тонкостінні, сферичні кутикулярні клітини (рис. 7, Б; 8, Б) з гладкою поверхнею та коралоподібні гіфи (5, А; 6, А). На відміну від G. applanatum 1572, у міцелії G. lucidum 1621 були наявні хламідоспори (рис. 9, А-В). Останнє є важливою характеристикою для систематики представників роду Ganoderma [3, 10]. Виявлені мікроструктури міцелію досліджуваних нами культур також описані іншими дослідниками [1, 19,
27, 31, 32].
Рис. 5. Гіфи (А хб,000) та анастомози (Б х4,000) G. applanatum 1572
Рис. 6. Гіфи (А х2,700) та анастомози (Б х2,500) G. lucidum 1621
Б
Рис. 7. Пряжка (А х15,000), кутикулярна клітина (Б х5,000) G. applanatum 1572
Рис. 8. Пряжка (А х3,000), кутикулярна клітина (Б х5,000) G. lucidum 1621
Б
І t, зі
В
Рис. 9. Хламідоспори (А х5,000, Б х10,000, В х7,000) G. licidum 1621
Отримані нами дані щодо динаміки накопичення біомаси досліджуваних G. applanatum 1572 і G. lucidum 1621 (рис. 10-13) на обраних середовищах підпорядковувалися загальним закономірностям розвитку мікроорганізмів в умовах періодичної культури. Проте виявлено певні відмінності у тривалості фаз росту та синхронності динаміки росту культур і продукування полісахаридів.
Криві росту G. applanatum 1572 під час культивування на крупці й G. lucidum 1621 — на молочній сироватці майже з моменту засіву починали підніматися вгору (рис. 11, 12). У фазі активного росту кількість міцеліаль-ної маси обох видів збільшувалась.
На середовищі з молочною сироваткою найкраще ріс G. lucidum 1621, його середня швидкість накопичення біомаси в активній фазі росту була вищою за дані літератури [14, 28, 31, 33-37] і становила 5,6 г/л/добу (рис. 11). Проте за умов культивування на живильному середовищі з крупкою цей штам мав найменшу середню швидкість накопичення біомаси — 0,95 г/л/добу (рис. 13), що збігається з результатами Tang і Zhong [33], одержаними в процесі культивування G. lu-cidum на синтетичному середовищі з лактозою (65 г/л), та Низковської [38] — під час вирощування цього виду на глюкозо-пеп-тонному живильному середовищі.
Штам G. applanatum 1572 на обох живильних середовищах мав майже однакову середню швидкість накопичення біомаси: на молочній сироватці — 2,05 г/л/добу (рис. 10), на середовищі з крупкою — 2,2 г/л/добу (рис. 12).
Після активної фази росту збільшення біомаси, за винятком культивування G. applanatum 1572 на крупці (рис. 12), продовжувалось, але з меншою швидкістю. Причину цього можна пояснити як зростанням концентрації продуктів метаболізму, що можуть мати інгібувальну дію, так і погіршенням кисневого обміну [17, 25]. Типова стаціонарна фаза росту, коли зростання окремих клітин ще відбувається, але процес розмноження урівноважується процесом загибелі клітин, тривала 2 доби і спостерігалася в обох досліджуваних культур лише в разі культивування на молочній сироватці. Причому, в G. applanatum 1572 вона розпочиналась на 11-ту добу (рис. 10), а в G. lucidum 1621 — вже на 5-ту добу експерименту (рис. 11).
Зазначимо, що крива росту обох видів, за винятком G. lucidum 1621, під час культивування на молочній сироватці, після досягнення піку найбільшої концентрації біомаси (рис. 12, 13) та після стаціонарної фази
рН
\EzzL
біомаса екзополісах ариди
. j Термін
— культивування,доба
Рис. їй. Динаміка росту, синтезу екзополісаха-ридів і рН середовища під час культивування G. applanatum 1572 на молочній сироватці
культивування в G. applanatum 1572 на молочній сироватці (рис. 10) різко йде донизу. Існує думка, що це може бути зумовлено нестачею джерела вуглецю, тимчасом як решта компонентів середовища, величина рН, температура та інші параметри залишаються оптимальними для росту [25].
Встановлено, що криві динаміки накопичення міцелію й екзополісахаридів G. luci-dum 1621 на обраних нами середовищах не збігались. Водночас, синхронність динаміки росту та утворення екзополісахаридів відзначено на 11-ту добу культивування G. applanatum 1572 на молочній сироватці (рис. 10).
Молочна сироватка була більш сприятливим середовищем для накопичення культурального міцелію та екзополісахаридів для обох культур. Максимальну кількість міцелію (G. applanatum 1572 — 17,2 ± 0,1 г/л на 11-ту добу, G. lucidum 1621 — 29,6 ± 0,4 г/л на 5-ту добу) та екзополісахаридів (G. applanatum 1572 — 9,1 ± 0,1 г/л на 11-ту добу та G. lucidum 1621 — 10,0 ± 0,1 г/л на 11-ту добу) отримано нами у процесі культивування саме на молочній сироватці (рис. 10, 11). Пік накопичення міцеліальної маси G. applana-tum 1572 на крупці становив 15,2 ± 0,4 г/л на
11-ту добу, G. lucidum 1621 — 7,0 ± 0,5 г/л — на 9-ту добу експерименту, найбільшу кількість екзополісахаридів — 5,3 ± 0,5 г/л було синтезовано G. applanatum 1572 на 13-ту до-
рН
------Оюиаса еюополісахариди
15 17 19
... Термш
культивування,доба
Рис. 12. Динаміка росту, синтезу екзополісахаридів і рН середовища під час культивування G. applanatum 1572 на крупці
' рН
12
ІЗ
0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
1 ввммга...евопошсжэлщц • tH| культивурання, доба
Рис. її. Динаміка росту, синтезу екзополісаха-ридів і рН середовища під час культивування G. lucidum 1621 на молочній сироватці
бу росту, а G. lucidum 1621 — 4,2 ± 0,2 г/л на 15-ту добу (рис. 12, 13).
Дані стосовно вивчення динаміки росту й синтезу вторинних метаболітів G. applanatum у глибинній культурі вкрай обмежені. Результати, отримані Низьковською [38] під час культивування штамів G. applanatum у ферментері, свідчать, що вони накопичували 4,2-7,5 г/л біомаси. Найбільшу кількість екзополісахаридів (2 г/л), за результатами Ahn та ін. [39], відзначено в стаціонарній фазі росту G. applanatum. За даними Лом-берг [19], на 10-ту добу експерименту на різних середовищах з глюкозою G. applanatum синтезував 2,5-4,4 г/л біомаси. Отже, одержані нами показники накопичення біомаси та екзополісахаридів G. applanatum за культивування на нативних відходах харчової промисловості України вищі за результати, наведені в літературі.
Аналіз літератури [6-8, 12-14, 19, 28-30,
31, 35-38, 40, 41] свідчить, що урожай біомаси та екзополісахаридів G. lucidum залежно від умов експериментів та біологічних особливостей штамів істотно відрізняється — від 2,3 г/л до 22,1 г/л та від 0,13 г/л до 20,0 г/л відповідно. Наші дані щодо кількості екзополісахаридів (рис. 11, 13), що були синтезовані G. lucidum 1621 на обраних середовищах, збігаються з результатами деяких дослідників [14, 35, 40]. Найбільший інтерес для нас становили результати дослі-
екзо поліс» ариди
Термін
рН----Дрнаса | культивуваннЯ) доба
Рис. 13. Динаміка росту, синтезу екзополісахаридів і рН середовища під час культивування G. lucidum 1621 на крупці
джень, що були проведені в глибинній культурі на пивному суслі для штаму О. Іисій,иш 1621: за умов досліду Бісько та ін. [40] найбільшу кількість біомаси — 21,8 г/л — одержано на 6-ту добу культивування; Ломберг [19] у своїй роботі зафіксувала понад 23 г/л на 10-ту добу. Іншою групою вчених [40] для вищезазначеного штаму встановлено максимальну кількість синтезованої біомаси — 11,4 ± 0,3 г/л за співвідношення вуглецю та азоту 18:0, а на оптимізованому живильному середовищі одержано 10,0 ± 0,3% ендополі-сахаридів та 6,3 ± 0,4 г/л екзополісахаридів. На нативній молочній сироватці ми отримали кращий урожай біомаси — 28,1 г/л
О. Іисій,иш 1621 за коротший термін — 5 діб (рис. 11). Вихід біомаси О. Іисій,иш 1621 за субстратом становив 46,8 г/л, що є принципово важливим показником з практичного погляду.
Таким чином, дані наших дослідів підтверджують можливість використання відходів харчової промисловості для глибинного культивування міцелію дереворуйнівних грибів О. аррІапаіиш і О. Іиеійиш.
На відміну від багатьох попередніх експериментів з вивчення представників роду Ganoderma, нами вперше з’ясовано динаміку росту G. applanatum і G. lucidum та синтезу екзополісахаридів цими штамами в умовах глибинного культивування на відходах харчової промисловості України — нативній молочній сироватці та крохмальній крупці, описано морфологію їхніх ростових форм.
Відібраний штам G. lucidum 1621 за глибинного культивування на молочній сироватці характеризується високою продуктивністю біомаси — 5,6 г/л/добу та екзополісахаридів — 10 г/л на 11 добу, має морфологічні структури, які дозволяють контролювати чистоту росту культури.
Автор висловлює щиру подяку науковому керівникові д-ру біол. наук Н. А. Бісько та професору, д-ру біол. наук А. С. Бухало за надані для роботи культури грибів з колекції культур шапинкових грибів Інституту ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України.
ЛГСЕРАТУРА
1. Stamets P. Growing gourmet and medicinal mushrooms. — Hong Kong: Ten Speed Press, 2000. — 574 p.
2. Wasser S. P., Weis. A. L. Medicinal mushrooms Ganoderma lucidum (Curtis: Fr.) P. Karst. (Reishi mushrooms) — Haifa-San Antonio-Kyiv, 1997. — 39 p.
3. Щерба В. В., Бабицкая В. Г. Полисахариды ксилотрофных базидиомицетов // Прикл. биохим. микробиол. — 2008. — Т. 44, № 1. — С. 90-95.
4. Chen A. W., Seleen J., Babcock G. Evidence-based potential benefits of Ganoderma lucidum // Inter. J. Med. Mushr. — 2007. — V. 9, N 3-4. — Р. 289-290.
5. Wang J., Zhang L. Structure and chain conformation of five water-soluble derivatives of P-D-glucan isolated from Ganoderma lucidum // Carbohydr. Res. — 2009. — V. 344. — P. 105-112.
6. Berovic M., Habijanic J., Zore I. et al. Submerged cultivation of Ganoderma lucidum biomass and immunostimulatory effects of fungal polysaccharides // J. Bio-technol. — 2003. — V. 103. — P. 77-86.
7. Bisko N. A., Bilay V. T., Babitskaya V. G. et al. Biologically active substances from mycelial of Ganoderma lucidum and Lentinula edodes / Proceedings of the 16th inter. congress,
14-17 march 2004, Miami.
P.619-623.
8. Boh B., Berovic M., Wraber B. et al. Ganoderma lucidum (W. Curt.: Fr.) Lioyd and G. applanatum (Pers.) Pat. (Aphyllopho-romycetideae) from Slovenian habitats: cultivation, isolation, and testing of active compounds // Intern. J. Med. Mushr. — 2004. — V. 6, N 1. — P. 15-32.
9. Chung W. T., Lee S. H., Kim J. D. et al. Effect of mycelial culture broth of Ganoderma lucidum on the Growth characteristics of human cell lines // J. Biosci. Bioeng. — 2001. — V. 92, N 6. — C. 550-555.
10. Fan H., Zhang J., Tang Q. et al. Immune stimulatory activity of GLIS: a bioactive proteoglycan from Ganoderma lucidum // Sixth Inter. Conf. on Mushr. Biol. and Mush. Products. Bonn, 29 September-3 October, 2008 / World Society for Mushroom Biology and Mushroom Products, Gesellschaft fur ange-wandte mycologia und umweltstudien. — Bonn, 2008. — P. 62.
11. Rubel R., Santa H. S. D., Fernandes L. C. et al. High immunomodulatory and preventive effects against sarcoma 180 in Mice fed with Ling Zhi or Reishi mushroom Ganoderma lucidum (W. Curt.. Fr.) P. Karst. (Aphyllo-phoromycetideae mycelium) // Intern. J. Med. Mushr. — 2008. — V. 10, N 1. — P. 37-48.
12. Поєдинок H. Л., Бабицька В. Г., Бісько H. А. Вплив умов глибинного культивування лікарського гриба Ganoderma lucidum (рей-ши) на біосинтез полісахаридів // Наук. вісті Нац. тех. ун-ту України. — 2007. — № 2. — С. 92-100.
13. Пучкова Т. А., Бабицкая В. Г., Осадчая О. В., Рожкова З. А. Биосинтетическая активность грибов в зависимости от условий культивирования // Мат. Междунар. науч. конф., 26-28 мая 2004 г., Минск. — С. 103-105.
14. Смирнов Д. А. Углеводы глубинной культуры Ganoderma lucidum: образование, характеристика: Автореф. дис. ... канд. биол. наук: 03.00.07 / Ін-т мікробіол. та вірусол. НАНУ, 2007 . — 23 c.
15. Babitskaya V. G., Scherba V. V., Mitropolska-ya N. Y., Bisko N. A. Exopolysaccharides of some medicinal mushrooms production and composition // Intern. J. Med. Mushr. — 2000. — V. 2, N 1. — P. 51-54.
16. Бисько H. А. Высшие съедобные базидио-мицеты в поверхностной и глубинной культуре — К.: Наук. думка, 1983. — 312 с.
17. Бухало А. С. Высшие съедобные базидио-мицеты в чистой культуре. — К.: Наук. думка, 1988. — 144 с.
18. Капич А. H., Стахеев И. В., Бабицкая В. Г. Глубинное культивирование дереворазрушающих базидиальных грибов на молочной сыворотке // Микол. фитопат. — 1984. — Т. 18, № 6. — С. 478-483.
19. Ломберг М. Л. Лікарські макроміцети у поверхневій та глибинній культурі: Автореф. дис. ... канд. біол. наук: 03.00.21 / !н-т ботаніки НАНУ, 2005. — 20 с.
20. Соломко Э. Ф., Дудка И. А. Перспективы использования высших базидиомицетов в микробиологической промышленности. Обзорная информация. — М.: ВНИИСЭН-ТИ, 1985. — 48 с.
21. Круподьорова Т. А., Бісько H. А. Вплив температури на швидкість радіального росту та культурально-морфологічні особливості штамів лікарських грибів Ganoderma applanatum (Pers.: Wallr.) Pat та G.lucidum (Curt.: Fr.) P. Karst. // Укр. бот. журн. — 2007. — Т. 64, № 6. — С. 875-884.
22. Бухало А. С., Митропольская H. Ю., Михайлова О. Б. Каталог колекції культур шапинкових грибів ІБК. — К.: НВК «Сла-вутич-дельфін», 2006. — 36 с.
23. Методы экспериментальной микологии: Справочник / Под ред. В. И. Билай. — К.: Наук. думка, 1982. — 583 с.
24. Сироватка молочна суха. Технічні умови :
ДСТУ 4552:2006. — Національний стандарт України. Чинний від 2007-01-01. — К.: Держспоживстандарт України,
2006. — 9 с.
25. Ждан-Пушкина С. М. Основы роста культур микроорганизмов. — Л.: Изд-во Ле-нингр. ун-та, 1983. — 188 с.
26. Wagner R., Mitchelll D. F., Sassaki G. L. et al. Links between morphology and physiology of Ganoderma lucidum in submerged culture for the production of exopolysaccharide // J. Bio-technol. — 2004. — V. 114. — P. 153-164.
27. Гарибова Л. В., Антимонова А. В., Завьялова Л. А., Краснопольская Л. М. Рост и морфологические признаки мицелия трутовика лакированного Ganoderma lucidum в зависимости от условий культивирования // Микол. фитопатол. — 2003. — Т. 37, № 3. — С. 14-19.
28. Fang Q.-H., Nang Y.-J., Zhong J.-J. Significance of inoculation density control in production of polysaccharide and ganoderic acid by submerged culture of Ganoderma lucidum // Proc. Biochem. — 2002. — N 37. — P. 1375-1379.
29. Lee K.-M., Lee S.-Y., Lee H.-Y. Effect of ammonium phosphate on mycelial growth and exopolysaccharides production of Ganoderma lucidum in an air-lift fermenter // J. Microbiol. Biotech. — 1999. — V. 9, N 6. — P. 726-731.
30. Fang Q.-H., Zhong J. -J. Submerged fermentation of higher fungus Ganoderma lucidum for production of valuable bioactive metabolites — ganoderic acid and polysaccharide // Proc. Biochem. — 2002. — N 10. — P. 61-65.
31. Автономова А. В., Краснопольская Л. М., Завьялова Л. А. Физиологические характеристики штаммов лекарственного базиди-ального гриба Ganoderma lucidum // Тр. междунар. конф., посвящ. 100-летию А. С. Бондaрцева, 24-28 апреля 2005 г., Санкт-Петербург. — Т. 1. — С. 14-17.
32. Badalyan S. M., Sakeyan C. Z. Morphological, physiological, and growth characteristics of mycelia of several wood — decaying medicinal mushrooms (Aphyllophoromyce-tideae) // Int. J. Med. Mushr. — 2004. — V. 6, N 4. — Р. 347-360.
33. Tang Y-J., Zhong J.-J. Fed-batch fermentation of Ganoderma lucidum for hyperproduction of polysaccharide and ganoderic acid // Enz. Microb. Technol. — 2002. — V. 31. — P. 20-28.
34. Tang Y.-J., Zhang W., Zhong J. J. Performance analyzes of a pH-shift and DT-shift integrated fed-bath fermentation process for the production of ganoderic acid and Ganoderma polysaccharides by medicinal mushroom Ganoderma lucidum. // Biores. Technol. — 2009. — V. 100. — P. 1852-1859.
35. Wagner R., Mitchell D., Sassaki G. Current techniques for the cultivation of Ganoderma lucidum for the production of biomass, gan-oderic acid and polysaccharides // Food
Technol. Biotechnol. — 2003. — V. 41, N 4. — Р. 371-382.
36. Xu P., Ding Z.-Y., Qian Z. et al. Improved production of mycelial biomass and ganoderic acid by submerged culture of Ganoderma lucidum SB 97 using complex media // Enz. Microb. Technol. — 2008. — V. 42. — P. 325-331.
37. Yang H., Zhang L. Changes in some components of soymilk during fermentation with the basidiomycete Ganoderma lucidum. // Food Chem. — 2009. — V. 112. — P. 1-5.
38. Hизковская О. П. Рост высших грибов в глубинной культуре // Микол. фитопат. — 1972. — Т. 6, № 4. — С. 306-312.
39. Ahn J. K., Lee W. Y., Park Y., Park S. Y. Submerged culture conditions for the pro-
duction of exo- and endopolysaccharides by Ganoderma applanatum (Pers.) Pat // Intern. J. Med. Mushr. — 2005. — V. 7, № 3. — P. 370.
40. Бісько H. А., Поєдинок H. Л., Бабицька В. Г. та ін. Фактори регуляції біосинтетичної активності лікарських грибів // Пріоритети наукової співпраці ДФФД і БРФФД: матеріали спільних конкурсних проектів ДФФД і БРФФД («ДФФД — БРФФД — 2005»). — К., 2007. — С. 312-325.
41. Chang M.-Y., Tsai G.-J., Houng J.-Y. Optimization of the medium composition for the submerged culture of Ganoderma lucidum by Taguchi array design and steepest ascent method // Enz. Microb. Technol. — 2006. — V. 38. — P. 407-414.
РОСТ Ganoderma applanatum (Pers.) Pat. И G. lucidum (Curtis) P. Karst.
И СИНТЕЗ ЭКЗОПОЛИСАХАРИДОВ ПРИ ГЛУБИННОМ КУЛЬТИВИРОВАНИИ
Т. А. Круподерова
ГУ «Институт пищевой биотехнологии и геномики НАН Украины»
Институт ботаники им. Н. Г. Холодного НАН Украины, Киев
E-mail: [email protected]
Исследована динамика роста и синтеза экзополисахаридов, описана морфология колоний определенных штаммов лекарственных грибов Ganoderma applanatum (Pers.) Pat. и G. lucidum (Curtis) P. Karst. в условиях глубинного культивирования на отходах пищевой промышленности Украины — молочной сыро-ватке и крахмальной крупке. Изучены микро-морфологические характеристики вегетативного мицелия, которые обеспечивают контроль за чистотой роста культур. Установлено, что молочная сыроватка была более благоприятной средой для накопления культурального мицелия и экзополисахаридов для обоих культур. Максимальное количество (17,2 ± 0,1 г/л) мицелия G. applanatum 1572 получено на 11-е сутки, G. lucidum 1621 — 29,6 і 0,4 г/л — на 5-е сутки. На 11-е сутки культивирования наибольшее количество экзополисахаридов G. applanatum 1572 составило 9,1 ± 0,1 г/л, а G. lucidum 1621 — 10,0 ± 0,1 г/л.
Ключевые слова: морфология, G. applanatum, G. lucidum, биомасса, экзополисахариды, глубинное культивирование.
GROWTH OF Ganoderma applanatum (Pers.) Pat.
AND G. lucidum (Curtis) P. Karst. STRAINS AND SYNTHESIS OF POLYSACCHARIDES IN SUBMERGED CULTURE
T. A Krupodorova
Institute of Food Biotechnology and Genomics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv Kholodny Institute of Botany of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv
E-mail: [email protected]
The production of biomass and exopolysaccharides for several strains of cultures Ganoderma applanatum (Pers.) Pat. and G. lucidum (Curtis) P. Karst. in submerged conditions on waste product of food industry of Ukraine — milk serum and starch meal are described. It was studied micromorphological characteristics of vegetative mycelium, that makes it possible to ensure the control of growth cleanness of cultures. Nutrient medium with milk serum for growth and synthesis of polysaccharides for investigated cultures was optimal. Maximal content of biomass (17,2±0,1 g/l) was produced G. applanatum 1572 on the 11th day of cultivation, G. lucidum 1621 — 29,6 і 0,4 g/l on then 5th day grown. On the 11th day of growth the highest amounts of exopolysaccharides in G. lucidum 1621 — 10,0 ± 0,1 g/l and in G. applanatum 1572 — 9,1 ± 0,1 g/l were found.
Key words: morphology, G. applanatum,
G. lucidum, biomass, exopolysaccharides, submerged conditions.
