Cite this article as:

Novokuptsev N. V. Optimization of Cultivation Conditions of Azotobacter Vinelandii D-08 to Increase the Yield of Exopolysaccharide . Izvestiya of Saratov University. New series. Series: Chemistry. Biology. Ecology, 2016, vol. 16, iss. 2, pp. 164-168. DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2016-16-2-164-168


Heading: 
UDC: 
674.812-419.4
Language: 
Russian

Optimization of Cultivation Conditions of Azotobacter Vinelandii D-08 to Increase the Yield of Exopolysaccharide

Abstract

In current research the optimization of culture conditions Azotobacter vinelandii D-08 on nutrient mediums with different content of molasses – 20, 30, 40 and 50% (by weight) was conducted. It is established that the maximum accumulation of polysaccharides was 13,78 g/l and it was observed at growth of the strain on the medium containing 50% molasses for 72 hours. The results of the method of gel permeation chromatography showed that the obtained polysaccharide has a molecular weight of 0.93532 kDa and 312.5014 kDa. Carrying out of FT-IR-spectroscopy and analysis of the obtained spectrum allowed to find characteristic peaks in the areas 923 cm​-1 and 830 cm-1 that corresponded to the furanose ring of the polysaccharide levan.

References

1.  Аркадьева З. А., Безбородов А. М., Блохина И. Н. Промышленная микробиология. М. : Высш. шк., 1989. 688 с.

2.  Kumar A. S., Mody K., Jha B. Bacterial exopolysaccharides – a perception // J. of Bas. Microbiol. 2007. Vol. 47, iss. 2. P. 103–117.

3.  Freitas F., Alves V. D., Reis M. A. M. Advances in bacterial exopolysaccharides: from production to biotechnological applications // Trends in Biotechnology. 2011. Vol. 29, iss. 8. P. 388–398.

4.  Nicolaus B., Kambourova M., Oner E. T. Exopolysaccharides from extremophiles: from fundamentals to biotechnology // Environmental Technology. 2010. Vol. 31, iss. 10. P. 1145–1158.

5.  Revin V., Novokuptsev N., Kadimaliev D. Preparation of Biocomposites using Sawdust and Lignosulfonate with a Culturе Liquid of Levan Producer Azotobacter vinelandii  as a Bonding Agent // Bioresources. 2016. Vol. 11, iss. 2. P. 3244–3258.

6.  Ревин В. В., Шутова В. В., Новокупцев Н. В. Биокомпозиционные материалы на основе ультрадисперсных частиц древесины и левана, полученного путем микробного биосинтеза Azotobacter vinelandii Д-08 // Фундаментальные исследования. Технические науки. 2016. № 1. С. 53–57.

7.  Ревин В. В., Шутова В. В., Кадималиев Д. А., Атыкян Н. А., Ведяшкина Т. А., Ивинкина Т. И. Теоретические и прикладные основы получения биокомпозиционных материалов с помощью биологических связующих. Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2010. 280 с.

8.   Шутова В. В., Ведяшкина Т. А., Ивинкина Т. И., Ревин В. В. Получение клеевых составов и материалов при использовании культуральной жидкости полисахаридсинтезирующих микроорганизмов // Изв. вузов. Сер. Строительство. 2010. № 3. С. 31–36.

9.  Лияськина Е. В., Ревин В. В., Грошев В. М., Лияськин Ю. К. Биотехнология бактериальных полисахаридов : учеб. пособие. Саранск : Изд-во Мордов. гос. ун-та, 2010. 120 с.

10. Четвериков С. П., Логинов Я. О., Пигильцова С. А., Черкасоа Д. В., Логинов О. А. Оптимизация условий культивирования и биосинтеза экзополисахарида Azotobacter vinelandii // Башкир. хим. журн. 2006. Т. 13, № 5. С. 8–11.

11.  Пат. 2073712 Российская Феде рация, C12N1/20, C12P19/04, C12N1/20, C12R1:065 Штамм бактерий Azotobacter vinelandii (Limpan) – продуцент экзополисахарида / Краснопевцева Н. В., Чернягин А. В., Яроцкий С. В.; заявитель и патентообладатель Товарищество с ограниченной ответственностью «ИТИН» РФ. – 93000503/13 ; заявл. 05.01.2003 ; опубл. 20.02.1997, Бюл. № 23. 3 с.

12. Sutherland I. W. Biotechnology of microbial exopolysaccharides // Cambridge Studies in Biotechnology 9. Cambridge : Cambridge University Press, 1990. 163 p.

13. Базарнова Н. Г., Карпова Е. В., Катраков И. Б. Маркин В. И., Микушина И. В., Ольхов Ю. А., Худенко С. В. Методы исследования древесины и ее производных : учеб. пособие. Барнаул : Изд-во Алт. гос. ун-та, 2002. 160 с.

14. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия / пер. с англ. М. : Мир, 1982. 328 с.

15. Yanase H., Maeda M., Hagiwara E., Yagi H., Taniguchi K., Okamoto K. Identifi cation of functionally important amino acid residues in Zymomonas mobilis levansucrase // J. of Biochemistry. 2002. Vol. 132, iss. 4. P. 565–572.

16. Larsen B., Haug A. Biosynthesis of alginate. Part I. Composition and structure of alginate produced of Azotobacter vinelandii (Lipman) // Carbohydrate Research. 1971. Vol. 17, iss. 2. P. 287–296.

17. Barone J. R., Medynets M. Thermally processed levan polymers // Carbohydrate Polymers. 2007. Vol. 69. P. 554–561.

18. Mahmood S. J., Siddique A. Ionic studies of sodium alginate isolated from Sargassum terrarium (brown algea) karachi coast with 2,1-electrolyt // J. of Saudi Chem. Soc. 2010. Vol. 14. P. 117–123.

19. Srikanth R., Sundhar Reddy C., Siddartha G., Ramaiah M. J., Uppuluri K. B. Review on production, characterization and applications of microbial levan // Carbohydrate Polymers. 2015. Vol. 120. P. 102–114.

20. Grube M., Bekers M., Upite D., Kaminska E. IRspectroscopic studies of Zymomonas mobilis and levan precipitate // Vibrat. Spectroscopy. 2002. Vol. 28, iss. 2. P. 277‒285.

21. Abdel-Fattash A. F., Mahmoud D. A., Esawy M. A. Production of levansucrase from Bacillus subtilis NRS 33a and enzyme synthesis of levan and fructooligosaccharides // Current Mirobiology. 2005. Vol. 51, iss. 6. P. 402–407.
 

 

Short text (in English): 
Full text (in Russian):