Obținerea pe Cale Biotehnologică a Lipidelor și Acizilor Grași

1. Scurt istoric

Prima fracţionare a unui amestec de lipide microbiene a fost realizată de Hinsberg şi Roos în 1903. Ei au identificat un acid gras saturat cu formula C15H30O2 (probabil un amestec de acizi miristic şi stearic) alături de doi acizi nesaturaţi din care unul era acidul oleic, iar celălalt un acid gras C12. „Colesterolul“ sau mai probabil ergosterolul a fost de asemenea identificat în lipidele extrase.

Prima biotehnologie de obţinere a grăsimilor şi uleiurilor din Torula a fost realizată de Lindner la Berlin în 1890. Procesul a fost dezvoltat la scară pilot în 1914-1918 cu Trichosporon pullulans în încercarea de a găsi o sursă alternativă de grăsimi în timpul primului război mondial.

Conceptele dezvoltate de Lindner au stat la baza elaborării biotehnologiilor de obţinere a uleiurilor şi grăsimilor microbiene. Este demn de menţionat faptul că în 1937 Fink a ajuns la concluzia că obţinerea industrială a lipidelor microbiene este neatractivă în viitorul apropiat. Odată cu izbucnirea celui de-al doilea război mondial cercetarea în acest domeniu a fost din nou intensificată în Germania în cadrul a două companii Zellstoff Fabrik în Maaheim-Waldorf şi Henkel et Cie GmbH în Dusseldorf. Prima companie şi-a orientat eforturile către Candida utilis în timp ce ultima s-a concentrat asupra genului Fusarium. În această perioadă s-a făcut şi trecerea de la cultura de suprafaţă la cultura submersă. Nici unul din aceste procese nu a constituit un succes deplin, producându-se doar cantităţi mici de grăsimi microbiene ce au fost folosite în hrana cailor.

Dificultăţile întâmpinate în dezvoltarea tehnologiilor pentru obţinerea grăsimilor microbiene au fost în principal de natură tehnică, deoarece nu exista o tehnologie eficientă pentru producerea unor cantităţi mari de biomasă bogată în grăsimi.

Această problemă a putut fi depăşită în momentul dezvoltării biotehnologiilor pentru obţinerea antibioticelor în cultură submeră şi apoi a proteinelor monocelulare.

Prof. F.Lynen a primit premiul NOBEL pentru chimie în 1964 pentru studiile legate de biosinteza lipidelor microbiene.

1. Microorganismele producătoare

Principalele microorganisme producătoare de lipide microbiene sunt eucariote (alge, drojdii şi fungi), deşi au fost identificate şi câteva bacterii cu conţinut ridicat de lipide. Bacteriile acumulează în special ceruri şi poliesteri.

Tabelul 1. Distribuţia acizilor graşi din câteva drojdii.

Organism 14:0 16:0 16:1 18:0 18:1 18:2 18:3

Candida utilis — 11 — 1 24 39 25

C. utilis — 18 — — 42 34 —

Cryptococcus terricolus — 18 1 6 60 12 2

Debaryomyces hansenii — 24 3 8 50 3 2

Hansenula anomala 3 35 2 36 3 — 3

Kluyveromyces polysporus 11 13 51 1 21 — —

Lipomyces lipofer 1 36 3 21 44 5 —

Lipomyces starkevi — 40 6 5 44 4 —

Pichia fermemans — 9 19 — 22 30 16

Pullaria pullulans — 31 3 9 42 13 1

Rhodosporidium toruloides 1 25 1 13 46 12 2

Rhodotorula graminis 1 30 2 12 36 15 4

Saccharomyces carlsbergensis — 7 58 2 34 — —

S. cerevisiae 1 13 37 5 44 — —

S.fragilis 3 19 12 3 27 25 10

Schizosaccharomyces pombe 0 8 0 0 89 0 0

Trichosporon cutaneum — 30 — 13 46 11 —

Trigonopsis variabilis — 19 34 — 23 22 —