Zinc ion concentration in brewery yeast cells

• Autorzy: Tuszyński T. , Makarewicz M.

Warianty tytułu

PL

Koncentracja jonów cynku w komórkach drożdży piwowarskich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Concentration of zinc lins in cells of brewery yeast Saccharomyces cerevisiae SK I strain was investigated. Icreaset accumulation of this ion was observed during yeast growing in brewery wort. Addition of Mn^2+, Co^2+ or Cu^2+ to the medium increased the concentration of Zn^2+ in cells by 22-100%, while calcium and magnesium salts depressed its accumulation. lt was determined that temperature change of stationary propagation from 10 to 20 and 30°C had a positive effect on zinc accumulation. lt was also demonstrated that Zn^2+ can lower toxic effect of Co^2+ and Cu^2+ on yeast cells.

PL

Badano koncentrację jonów cynku w komórkach drożdży piwowarskich Saccharomyces cerevisiae rasy SK 1, podczas hodowli na brzeczce piwnej (9°Blg, pH 4,5) i syntetycznym podłożu Rose'a, uzupełnionych dodatkiem soli odpowiednich metali. Źródłem jonów były wodne roztwory soli CaCl2, Mg(NO3)2, Co(NO3)2, ZnSO4, MnCl2 i CuSO4 o analitycznym stopniu czystości. Media hodowlane sterylizowano (121°C, 30 min) i stosowano do namnażania w warunkach stacjonarnych i dynamicznych. Zawiesinę drożdży przenoszono do kolb stożkowych o objętości 500 cm3, zawierających 100 cm3 pożywki z dodatkiem soli odpowiednich metali i umieszczano na wstrząsarce laboratoryjnej (amplituda 3,180 rpm, 30 + 1°C, 24 h), w cieplarce lub chłodni (hodowla stacjonarna). Po zakończeniu hodowli zawiesinę drożdży sączono (filtr membranowy Milipore 0,45 [mu]m), przemywano trzykrotnie zdejonizowaną wodą i określano wydajność drożdży - ilość suchej masy.Zawartość badanych jonów metali w roztworach hodowlanych, drożdżach zarodowych i otrzymanej biomasie. oznaczano metodą ASA (Perkin-Elmer 1100 B, Bodeenwerg GmbH, RFN). Wykonano również mikroskopową dokumentację komórek techniką skaningu (JEOL, Japonia JSM 5410). Wykazano, że badane drożdże akumulowały więcej cynku podczas wzrostu na brzeczce piwnej (1,54-7,94 [mu]mola/g s.s. komórek), niż na podłożu Rose'a (1,48-5,36 [mu]mola/g s.s. komórek). Zawartość cynku w komórkach zwiększała się stosunkowo szybko podczas pierwszych godzin hodowli i była istotnie uzależniona od początkowego stężenia tego pierwiastka w roztworze hodowlanym. Dodatek do podłoża Mn^2+, a szczególnie Co^2+ lub CU^2+ (20-40[mu]M) zwiększał w komórkach koncentrację Zn^2+ (od 22 do 100%). Sole wapnia i magnezu ograniczały akumulację cynku, głównie podczas hodowli na podłożu syntetycznym. Stwierdzono, że zmiana temperatury namnażania stacjonarnego z 20 do 30°C zwiększała zdolność badanych drożdży do gromadzenia cynku o około 33% (podłoże syntetyczne) i 15% (podłoże naturalne). Dalszy wzrost temperatury do 35°C nie miał już istotnego wpływu na bioakumulację cynku. Podwyższona zawartość kobaltu oraz miedzi w roztworze hodowlanym (50-100 ).IM) doprowadzała do deformacji kształtu komórek, a jednocześnie zwiększała intensywność ich pączkowania. Z kolei dodatek cynku (20-40 [mu]M) ograniczał destrukcyjny wpływ, szczególnie jonów kobaltu i oddziaływał detoksykująco na środowisko wzrostu drożdży.

Słowa kluczowe

EN

Saccharomyces cerevisiae; metal ions; biosorption

PL

Saccharomyces cerevisiae; jony metali; biosorpcja

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 7, nr 10
• Strony: 1105--1116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., 4 rys., 4 tab.

Twórcy

autor

Tuszyński T.

• Department of Fermentation Technology and Technical Microbiology, Agricultural University, Al. 29 Listopada 46,31-425 Kraków, tel. [phone] ext. 579,414, fax [phone]

autor

Makarewicz M.

• Department of Fermentation Technology and Technical Microbiology, Agricultural University, Al. 29 Listopada 46,31-425 Kraków, tel. [phone] ext. 579,414, fax [phone]

Bibliografia

• [1] Jones R.P. and Greenfield P.F.: Process Biochem., 1984, 19, 48.
• [2] Jones R.P. and Gadd G.M.: Enzyme Microbiol. Technol., 1990, 12, 402.
• [3] Dedyukhina E.G. and Eroshin V.K.: Process Biochem., 1991, 26, 31.
• [4] Gadd G.M.: FEMS Microbiol. Lett., 1992, 100, 197.
• [5] Hetmańska B., Tomasik P. and Tuszyński T.: Water, Air Soil Pollut., 1994, 74, 281.
• [6] Brady D. and Duncan J.R.: Appl. Microbiol. Biotechnol., 1994, 41, 149.
• [7] Brady D. and Duncan J.R.: Enzyme Microbiol. Technol., 1994, 16, 633.
• [8] Chmielowski J.: Biotechnol., 1991, (3-4), 66.
• [9] Dawidowa E.G. and Kasparowa S.G.: Mikrobiol., 1992, 62, 838.
• [10] Shumate S.E. and Strandberg G.W.: Accumulation of metals by microbial cells, In: Moo-Young M., Robinson C.N., Howell J.A. (eds): Comprehensive Biotechnology, Pergamon Press, New York 1985, vol. 4, p. 235.
• [11] Wood J.M. and Wang H.K.: Environ. Sci. Technol., 1983, 17A, 582.
• [12] Galun M., Galun E., Siegel B.Z., Keller P., Lehr H. and Siegel S.M.: Water, Air Soil Pollut., 1987, 33, 359.
• [13] Blackwell K.J., Singleton I. and Tobin J.M.: Appl. Microbiol. Biotechnol., 1995, 43, 579.
• [14] Yazgan A. and Özcengiz G.: Biotech. Lett., 1994, 16, 871.
• [15] Kappor A. and Viraraghavan T.: Bioresource Technol., 1995, 53, 195.
• [16] Mochaba F., O’Connor-Cox E.S.C. and Axcell B.C.: J. Am. Soc. Brew. Chem., 1996, 54, 155.
• [17] Gadd G.M.: New Phytol., 1993, 124, 25.
• [18] White C. and Gadd G.M.: J. Gen. Microbiol., 1987, 133, 727.
• [19] Chandrasena G., Walker G.M. and Staines H.J.: J. Am. Soc. Brew. Chem., 1997, 55 (1), 24.
• [20] Jones R.P.: Process Biochem., 1986, 21, 183.
• [21] Kabata-Pendias A. and Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych, PWN, Warszawa 1993.
• [22] Kitagishi K. and Obata H.: Soil Sci. Plant Nutr., 1986, 32, 397.
• [23] Volesky B. and May-Philips H.A.: Appl. Microbiol. Biotechnol., 1995, 42 (5), 797.
• [24] Gadd G.M. and Laurence O.S.: Microbiol., 1996, 142, 1159.
• [25] Rose A.H.: J. Gen. Microbiol., 1960, 23, 143.
• [26] Campbell I. and Duffus J.H.: Yeast a practical approach, IRL Press, Oxford-Washington DC, 1988.
• [27] Brady D., Stoll A.D., Starke L. and Duncan J.R.: Biotechnol. Bioeng., 1994, 44, 297.
• [28] Failla M.L. and Weinberg E.D.: J. Gen. Microbiol., 1977, 99, 85.
• [29] Gadd G.M.: Experienta, 1990, 46, 834.
• [30] Omar N.B., Merroun M.L., Pealver J.M. and Gonzlez-Muoz M.T.: Chemosphere, 1997, 35, 2277.
• [31] Lie S. and Jacobsen T.: Proc. Congr. Eur. Brew. Conv., 1983, 19, 97.
• [32] Obata H., Hayshi A., Toda T. and Umebayashi M.: Soil Sci. Plant Natur, 1996, 42 (1), 147.
• [33] Brady D., Glaum D. and Duncan J.R.: Lett. App. Microbiol., 1994, 18, 245.
• [34] Tuszyński T. and Makarewicz M.: Chem. Inż. Ekol., 1998, 5 (8-9), 757.
• [35] Pearson G.: J. Am. Chem. Soc., 1963, 85, 3533.
• [36] Fuhrman G.F. and Rothstein A.: Biochim. Biophys. Acta, 1968, 463, 325.
• [37] Tomasik P. and Warren D.M.: Environ. Rev., 1996, 4, 25.
• [38] Norris P.R. and Kelly D.P.: J. Gen. Microbiol., 1977, 99, 317.
• [39] Kasparowa S.G., Davidowa E.G. and Dikanskaja E.M.: Biochim. Microbiol., 1991, 27 (6), 877.