Development of nutrient medium for riboflavin biosynthesis by Eremothecium ashbyi ascomycetes

The object of the study is the riboflavin producer Eremothecium ashbyi Guilliermond 1935 VKPM F-340, the subject of the study is the regularities of riboflavin biosynthesis by the E. ashbyi F-340 strain under different cultivation conditions. Riboflavin is an important micronutrient that is a precursor of the coenzymes flavin mononucleotide and flavinadine dinucleotide, it is necessary for biochemical reactions in all living cells. Population growth and an increase in human needs for vitamin-fortified food and agricultural products is the reason for an increase in demand for riboflavin preparations. Considering this, it is important and economically beneficial to improve the technology for the production of vitamin B2. An important factor that affects the yield of the product is the nutrient medium. At present, the influence of agricultural waste on the biosynthesis of riboflavin is being actively studied in the world. However, not all of the studied types of raw materials are typical for the agriculture of this or that country. Therefore, in order to determine whether this direction of research is promising, it is important to check the effect on the biosynthetic activity of the riboflavin producer of the most common wastes of the domestic industry. In this work, this is done on the example of Ukraine. In the course of the study, microbiological (surface and deep cultivation of E. ashbyi F-340), physicochemical (determination of the amount of biomass by the gravimetric method, determination of the concentration of riboflavin by the spectrophotometric method) and mathematical methods were used. The proposed media with the addition of agricultural waste, providing a higher yield of riboflavin compared to conventional media. The influence of different types of agricultural waste on the biosynthesis of riboflavin by the producer E. ashbyi F-340 was evaluated. The efficiency of using sunflower cake as a component of the nutrient medium is shown. The optimal sources of carbon for the nutrient medium with oil cake have been determined, which increases the yield of riboflavin. Due to the large amount of sunflower cake obtained in Ukraine, its use for modifying the nutrient medium in order to increase the yield of riboflavin in the future will lead to a decrease in the cost of the target product due to the use of cheap and ecological raw materials.

PROSPECTS OF USING GLUCOSE-FRUCTOSE SYRUP IN THE RIBOFLAVIN BIOTECHNOLOGY

Рибофлавін є важливим вітаміном, що широко застосовується у харчовій промисловості для збагачення харчових продуктів та в якості барвника. Важливою проблемою реалізації біотехнології рибофлавіну є підбір раціональних джерел карбону та нітрогену, що є дешевими та технологічними. Це дасть можливість значно підвищити ефективність даної технології. Відомо, що гриби роду Eremothecium здатні до синтезу ароматичних речовин, дослідження рівня накопичення ефірної олії на запропонованих джерелах карбону та нітрогену дасть можливість створення технології одночасного виробництва рибофлавіну та ефірної олії. Об’єктом дослідження був аскоміцет Eremothecium ashbyi Guillierm. F-340. Досліджували біосинтетичну активність обраного штаму-продуценту рибофлавіну на середовищах з різними джерелами карбону та нітрогену, компонентний склад раціонального поживного середовища для культивування продуценту з метою максимального накопичення рибофлавіну, здатність продуценту до синтезу ароматичних сполук на запропонованому середовищі. Встановлено вплив різних джерел карбону та нітрогену на накопичення біомаси та синтез рибофлавіну штамом E. ashbyi F-340, для максимального накопичення рибофлавіну краще підходять моносахариди (фруктоза, галактоза) та шестиатомний спирт сорбіт. Кращим джерелом нітрогену виявився дріжджовий екстракт. Отримані експериментальні дані свідчать про ефективність застосування глюкозо-фруктозного сиропу з вмістом фруктози від 8 до 12% на суху речовину (ГФС-10). Показано, що саме при використанні ГФС-10 синтезується найбільша кількість вітаміну (140 мг/дм3). Показаний широкий діапазон варіювання кількості синтезованої ефірної олії. Найбільша кількість спостерігається на середовищі, що містить в якості джерела карбону ГФС-10 (273–453 мг/дм3). Використання ГФС-10 дозволило збільшити вихід рибофлавіну у 6,7 рази, порівняно з середовищем з глюкозою, та у 3,7 рази, порівняно з середовищем з фруктозою. Вихід ефірної олії збільшився у 5 раз. Отримані данні є передумовою для оптимізації поживного середовища.

Composition and Production of Essential Oil during Eremothecium ashbyi and Eremothecium gossypii Submerged Cultivation

The dependence of essential oil accumulation by Eremothecium ashbyi Guilliermond 1935 and Eremothecium gossypii Kurtzman 1995 strains on various endogenous factors has been studied. It was found that the level of the Eremothecium oil synthesis correlated with the culture final pH at the end of fermentation. The quantity of monoterpene alcohols and the ratio of geraniol to other alcohols depended on the strain. It was shown that E. ashbyi ВКПМ F-1320 strain is the most promising in terms of essential oil production level and its composition. Eremothecium, accumulation of phenylethanol and monoterpene alcohols, essential oil