Біоінженерні червоні дріжджі перетворюють деревні відходи на цінну жирну кислоту

Відходи лісової промисловості можна перетворити на високоцінну жирну кислоту завдяки яскраво-червоним дріжджам, створеним дослідниками Університету Альберти.

Використовуючи цукор, отриманий з деревини, як живильне середовище, штам, розроблений з дріжджів під назвою Rhodosporidium toruloides, продемонстрував здатність виробляти пуніцинову кислоту.

Це відкриття пропонує потенційні економічні переваги для лісової та харчової промисловості, стверджує співавтор дослідження Гуаньцюнь Чень, доцент Факультету сільськогосподарських, природничих та екологічних наук і керівник кафедри біотехнології рослинних ліпідів Канадського дослідницького центру.

Пуніцинова кислота, яку отримують переважно з олії насіння плодів гранату, має корисні властивості, що знижують рівень холестерину, а також протизапальні та антиканцерогенні характеристики. Однак через дуже низьке співвідношення насіння до плоду та низький вихід олії, наразі її виробництво для широкомасштабного використання в харчовій промисловості економічно невигідне.

Але можливість виробляти цю жирну кислоту з використанням цукрового розчину, отриманого з відходів низької вартості, таких як деревна тріска, забезпечує як економічні, так і екологічні переваги, зазначає Чень, додаючи, що штам дріжджів також можна використовувати для переробки сільськогосподарських побічних продуктів, таких як ріпакова та пшенична солома, після попередньої обробки.

«Ми продемонстрували, що цей інженерний штам може служити промисловою платформою для перетворення великих обсягів відходів біомаси або побічних продуктів у цінний продукт, що може відкрити можливості для створення високоцінних харчових добавок, функціональних продуктів харчування та інгредієнтів для кормів тварин.

«Це створює додатковий дохід, підвищує ефективність використання ресурсів і може сприяти сталому розвитку цих різних галузей».

Штам, який зараз знаходиться на етапі попередньої заявки на патент, може, наприклад, служити альтернативою використанню пекарських дріжджів, які наразі є затвердженим вибором для добавок до кормів тварин, зазначає співавтор дослідження Цзюлі Ван, який проводив дослідження в рамках свого докторського проєкту з рослинництва.

«Високий вміст олії та швидкий темп росту роблять його кращим варіантом для виробництва пуніцинової кислоти за допомогою ферментації».

Дослідження, проведене у співпраці з лабораторією біорафінування, конверсії та ферментації професора Університету Альберти Девіда Бресслера, відзначає перший випадок, коли R. toruloides був інженерно модифікований для виробництва пуніцинової кислоти.

У своїх експериментах дослідники генетично модифікували червоні дріжджі, ввівши два ключових ферменти з плодів гранату. Культивування штаму дріжджів із цукровим розчином, отриманим з деревних відходів, призвело до виробництва 6,4% пуніцинової кислоти від загальної кількості жирних кислот.

Це відкриття доводить, що штам може виробляти велику кількість жирної кислоти під час ферментації, сигналізуючи про потенціал виробництва на комерційному рівні.

«Тепер ми можемо розглянути, як оптимізувати, а потім масштабувати процес ферментації», — говорить Ван.

Дослідники планують продовжувати вдосконалювати штам дріжджів для підвищення вмісту пуніцинової кислоти та досліджувати використання інших відновлюваних сировинних матеріалів з лісової та сільськогосподарської промисловості Альберти, таких як меляса цукрового буряка.

Цей метод може мати ширше застосування, додає Чень.

«Окрім виробництва пуніцинової кислоти, червоні дріжджі потенційно можуть бути модифіковані для виробництва різноманітних інших спеціальних жирних кислот, таких як омега-3 жирні кислоти, які мають багато нутрицевтичних застосувань».