Оптимизация производства и оценка микробной койевой кислоты, получаемой из патоки сахарного тростника (ПСТ) при помощи грибковой культуры Aspergillus sp.
https://doi.org/10.21323/2618-9771-2024-7-1-71-76
Аннотация
Койевая кислота (КК) представляет собой органическую кислоту, вырабатываемую различными грибками, в частности, видами Aspergillus, в качестве вторичного метаболита. Целью настоящего исследования является определение оптимальных условий получения койевой кислоты из различных штаммов грибков, выращенных на отходах агропромышленного комплекса. После тестирования шести штаммов грибков на предмет их пригодности для производства койевой кислоты было обнаружено, что Aspergillus oryzae (AUMC.64) и Aspergillus tamari (AUMC.43) являются самыми высокими продуцентами КК. В качестве среды для ферментации были испытаны три вида различных агропромышленных отходов, из них патока сахарного тростника показала самую высокую продуктивность по производству KК. Были получены культуры Aspergillus oryzae (AUMC.64) и Aspergillus tamari (AUMC.43), обеспечившие максимальный объем производства койевой кислоты (25,91, 18,95 ± 0,001 г/л соответственно) из патоки сахарного тростника (ПСТ) в оптимальных условиях культивирования (10% раствор патоки сахарного тростника), pH патоки 4,0, период ферментации — 10 дней). Также была зафиксирована антимикробная активность КК, продуцируемых A. oryzae AUMC64 и A. tamari AUMC43, в отношении выбранных тест-штаммов микроорганизмов Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella typhimurium. Максимальная зона подавления роста (20–13,2 мм) наблюдалась на культурах Escherichia coli. При этом антиоксидантная активность КК, продуцируемого грибками A. oryzae AUMC64 и A. tamari AUMC43, составила 79,1 и 62,42% соответственно.
Ключевые слова
койевая кислота,
агропромышленные отходы,
ферментация,
патока,
Aspergillus sp.,
антиоксидант,
антибактериальны
Об авторах
Д. Е. Мохамед
Каирский университет
Египет
Египет
Мохамед Д. Е. — ассистент преподавателя, кафедра науки о питании, сельскохозяйственный факультет, Каирский Университет
12613, Египет, Гиза, ул. Гамаа, 1
Тел.: +2–0102–273–63–22
А. М. Алиан
Каирский университет
Египет
Египет
Алиан А. М. — профессор, кафедра науки о питании, сельскохозяйственный факультет, Каирский Университет
12613, Египет, Гиза, ул. Гамаа, 1
Тел.: +2–0122–362–31–40
Р. М. Мохамед
Каирский университет
Египет
Египет
Мохамед Р. М. — адъюнкт-профессор, кафедра науки о питании, сельскохозяйственный факультет, Каирский Университет
12613, Египет, Гиза, ул. Гамаа, 1
Тел.: +2–0115–659–47–47
Список литературы
1. Mussatto, S.I, Ballesteros, L.F, Martins, S.F, Teixeira, J.A. (2012). Use of agro-industrial wastes in solid state fermentation processes. Chapter in a book: Industrial waste. InTech Open Access Publisher, 2012. http://doi.org/10.5772/36310
2. Fatima, B, Hussain, Z, Khan, M.A. (2014). Utilization of agroindustrial waste residues for the production of amylase from Aspergillus oryzae IIB-62014. British Biotechnology Journal, 4(4), 350–365. http://doi.org/10.9734/BBJ/2014/7915
3. Zohri, A. A.-N., Mahmoud, G. A.-E., Saddek, N. H., Hanafy, R. A. (2018). Optimization of kojic acid production conditions from cane molasses using plackett — burman design. European Journal of Biological Research, 8, 56–69. http://doi.org/10.5281/zenodo.1211517
4. de Caldas Felipe, M. T., do Nascimento Barbosa, R., Bezerra, J. D. P., de Souza-Motta, C. M. (2023). Production of kojic acid by Aspergillus species: Trends and applications. Fungal Biology Reviews, 45, Article 100313. https://doi.org/10.1016/j.fbr.2023.100313
5. Devi, K. B. D., Vijayalakshmi, P., Shilpa, V., Kumar, B. V. (2015). Optimization of cultural parameters for cost effective production of kojic acid by fungal species isolated from soil. Microbiology Research Journal International, 7(5), 255–268. https://doi.org/10.9734/BMRJ/2015/15325
6. Khamaruddin, N.R., Basri, M., Lian, G.E.C. (2008). Enzymatic synthesis and characterization of palm-based kojic acid ester. Journal of Oil Palm Research, 20, 461–469.
7. Li, C., Ji, X., Li, J., Wu, D., Qi, L., Wang, A. et al. (2022). Measurement and correlation of the solubility of kojic acid in pure and binary solvents. The Journal of Chemical Thermodynamics, 167, Article 106712. https://doi.org/10.1016/j.jct.2021.106712
8. Chib, S., Jamwal, V. L., Kumar, V., Gandhi, S. G., Saran, S. (2023). Fungal production of kojic acid and its industrial applications. Applied Microbiology and Biotechnology, 107(7–8), 2111–2130. https://doi.org/10.1007/s00253-02312451-1
9. Rasmey, A. -H. M., Abdel-Kareem, M. (2021). Optimization of culture conditions for Kojic acid production in surface fermentation by Aspergillus oryzae isolated from wheat grains. Bulletin of Pharmaceutical Sciences Assiut, 44(1), 201–211.
10. Chib, S., Dogra, A., Nandi, U., Saran, S. (2019). Consistent production of kojic acid from Aspergillus sojae SSC-3 isolated from rice husk. Molecular Biology Reports, 46, 5995–6002. https://doi.org/10.1007/s11033-019-05035-8
11. Rasmey, A.-H. M., Basha, A.H. (2016). Isolation and screening of kojic acid producing isolate of Aspergillus oryzae potentially applicable for production from sugarcane molasses. International Journal of Biological Research, 4(2), Article 119. http://doi.org/10.14419/ijbr.v4i2.6434
12. El-Kady, I. A., Zohri, A. N. A., Hamed, S. R. (2014). Kojic acid production from agro-industrial by-products using fungi. Biotechnology Research International, 2014, Article 642385. https://doi.org/10.1155%2F2014%2F642385
13. Mansfield, S. D. (2020). Determination of Total Carbohydrates. Chapter in a book: Methods to Study Litter Decomposition: A Practical Guide. Springer Cham, 2020. https://doi.org/10.1007/978-3-030-30515-4_14
14. Utekar, P. G., Kininge, M. M., Gogate, P. R. (2021). Intensification of delignification and enzymatic hydrolysis of orange peel waste using ultrasound for enhanced fermentable sugar production. Chemical Engineering and Processing-Process Intensification, 168, Article 108556. http://doi.org/10.1016/j.cep.2021.108556
15. Rekowski, A., Langenkämper, G., Dier, M., Wimmer, M. A., Scherf, K. A., Zörb, C. (2021). Determination of soluble wheat protein fractions using the Bradford assay. Cereal Chemistry, 98(5), 1059–1065. http://doi.org/10.1002/cche.10447
16. Käppler, A., Fischer, D., Oberbeckmann, S., Schernewski, G., Labrenz, M., Eichhorn, K.-J. et al. (2016). Analysis of environmental microplastics by vibrational microspectroscopy: FTIR, Raman or both? Analytical and Bioanalytical Chemistry, 408, 8377–8391. https://doi.org/10.1007/s00216-016-9956-3
17. Chib, S., Jamwal, V. L., Kumar, V., Gandhi, S. G., Saran, S. (2023). Fungal production of kojic acid and its industrial applications. Applied Microbiology and Biotechnology, 107(7–8), 2111–2130. https://doi.org/10.1007/s00253-023-12451-1
18. Quiterio-Gutiérrez, T., González-Morales, S., González-Fuentes, J. A., BenavidesMendoza, A., Fernández-Luqueño, F., Medrano-Macías, J. et al. (2023). Production of kojic acid by aspergillus niger m4 with different concentrations of yeast extract as a nitrogen source. Processes, 11(6), Article 1724. http://doi.org/10.3390/pr11061724
19. Khodabandlou, S., Saraei, M. (2021). Synthesis of novel isoxazole derivatives bearing kojic acid moiety and evaluation of their antimicrobial activity. Chemistry of Heterocyclic Compounds, 57, 823–827. https://doi.org/10.1007/s10593-021-02986-4
20. Elmastas, M., Isildak, O., Türkekul, I., Temur, N. (2007). Determination of antioxidant activity and antioxidant compounds in wild edible mushrooms. Journal of Food Composition and Analysis, 20(3–4), 337–345. http://doi.org/10.1016/j.jfca.2006.07.003
21. Ali, M.R., Mohamed, R. M., Abedelmaksoud, T. G. (2021). Functional strawberry and red beetroot jelly candies rich in fibers and phenolic compounds. Food Systems, 4(2), 82–88. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-1-82-88
22. Wang, Y.-X., Wang, S.-Y., Beta, T., Shahriar, M., Laborda, P., Herrera-Balandrano, D. D. (2023). Kojic acid induces resistance against Colletotrichum brevisporum and enhances antioxidant properties of postharvest papaya. Food Control, 144, Article 109405. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2022.109405
23. Wang, R., Hu, X., Agyekumwaa, A. K., Li, X., Xiao, X., Yu, Y. (2021). Synergistic effect of kojic acid and tea polyphenols on bacterial inhibition and quality maintenance of refrigerated sea bass (Lateolabrax japonicus) fillets. LWT, 137, Article 110452. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.110452
24. Abd El-Aziz, A. B. (2013). Improvement of kojic acid production by a mutant strain of Aspergillus flavus. Journal of Natural Sciences Research, 3(4), 31–41.
25. Rosfarizan, M., Ariff, A.B. (2000). Kinetics of kojic acid fermentation by Aspergillus flavus using different types and concentrations of carbon and nitrogen sources. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 25(1), 20–24. http://doi.org/10.1038/sj.jim.7000017
26. El-Aasar, S.A. (2006). Cultural conditions studies on kojic acid production by Aspergillus parasiticus. International Journal of Agriculture and Biology, 8(4), 468–473.
27. Mohamad, R., Mohamed, M. S., Suhaili, N., Salleh, M. M., Ariff, A.B. (2010). Kojic acid: Applications and development of fermentation process for production. Biotechnology and Molecular Biology Reviews, 5(2), 24–37.
28. Gonçalez, M. L., Correa, M. A., Chorilli, M. (2013). Skin delivery of kojic acid-loaded anotechnology-based drug delivery systems for the treatment of skin aging. BioMed Research International, 2013, Article 271276. https://doi.org/10.1155/2013/271276
29. Chaudhary, J., Pathak, A.N., Lakhawat, S. (2014). Production technology and applications of Kojic acid. Annual Research and Review in Biology, 4(21), 3165–3196. https://doi.org/10.9734/ARRB/2014/10643
Рецензия
Для цитирования:
Мохамед Д.Е., Алиан А.М., Мохамед Р.М. Оптимизация производства и оценка микробной койевой кислоты, получаемой из патоки сахарного тростника (ПСТ) при помощи грибковой культуры Aspergillus sp. Пищевые системы. 2024;7(1):71-76. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2024-7-1-71-76
For citation:
Mohamed D.E., Alian A.M., Mohamed R.M. Optimization of production and evaluation of Microbial kojic Acid obtained from Sugarcane Molasses (SCM) by Aspergillus sp. Food systems. 2024;7(1):71-76. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2024-7-1-71-76
Просмотров: 751
Послать статью по эл. почте 