kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2024-2(14)-69kaz44-986Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)CHEMICAL TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)СКРИНИНГ ШТАММОВ, ПРОДУЦИРУЮЩИХ КСИЛАНАЗУ, И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ПРИ ФЕРМЕНТАЦИИ ВЫСУШЕННЫХ В ДЫМОХОДЕ ТАБАЧНЫХ ЛИСТЬЕВSCREENING OF XYLANASE PRODUCING STRAINS AND ITS APPLICATION IN FLUE-CURED TOBACCO LEAF FERMENTATIONЮЯоYuYao

Ю Яо – биология и медицина, аспирантура, исследования модуляции табака 

 Янлин 712100, Шэньси, Китай 

Yu Yao – biology and medicine, postgraduate study

Yangling 712100, Shaanxi, China 

965622637@qq.comЧжанАоцзеZhangAojie

Чжан Аоцзе – биология и медицина, аспирантура,  исследования в области модуляции табака 

 Янлин 712100, Шэньси, Китай 

Zhang Aojie – biology and medicine, postgraduate study 

Yangling 712100, Shaanxi, China 

564822176@qq.comЧжанЛисиньZhangLixin

 Чжан Лисинь – профессор, научный руководитель PhD 

 Янлин 712100, Шэньси, Китай 

Zhang Lixin – Professor, PhD Supervisor 

Yangling 712100, Shaanxi, China 

zhanglixin@nwsuaf.edu.cnКолледж естественных наук, Северо-Западный университет сельского и лесного хозяйстваКитайCollege of Life Sciences, Northwest A&F UniversityChina20242906202412(14)578589Copyright © Ю Я., Чжан А., Чжан Л., 20242024Ю Я., Чжан А., Чжан Л.Yu Y., Zhang A., Zhang L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/986

В ходе этого экспериментального исследования был выведен штамм, продуцирующий ксиланазу, выделенную из табачного листа. С помощью основного метода скрининга штаммов и определения активности ксиланазы был предварительно идентифицирован штамм M416 с наивысшей ферментативной активностью, и M416 был A. niger, фермент обладает биологической безопасностью и может быть использован в процессе ферментации табака, высушенного в дымоходе. Условия ферментации были оптимизированы путем встряхивания культуры в колбе, в результате чего была получена наилучшая рецептура производства ксиланазы из A. были получены niger и оптимальная температура культивирования, рН, количество инокулята и время культивирования. При оптимальных условиях ферментации и получения аромата штамм равномерно распыляют на поверхность табачного листа, чтобы определить изменения состава и содержания ароматических веществ в процессе ферментации и оценить влияние ксиланазы, продуцирующей нигер, на ароматическую композицию в процессе ферментации табачного листа, что показывает, что штамм может эффективно увеличивать содержание ароматических веществ.

In this experimental study, a strain producing xylanase extracted from tobacco leaf was developed. Through the basic strain screening method and xylanase activity determination, strain M416 with the highest enzyme activity was preliminarily identified and M416 was A. niger, the enzyme has biological safety and can be used in the fermentation process of flue-cured tobacco. The fermentation conditions were optimized by shaking the flask culture, in which the best formulation of xylanase production from A. niger and the optimal culture temperature, pH, inoculum amount and culture time were obtained. Under the optimal fermentation and aroma production conditions, the strain are evenly sprayed to the surface of tobacco leaf to determine the changes of the composition and content of aroma substances in the fermentation process, and evaluate the influence of xylanase producing niger on the aroma composition in the process of tobacco leaf fermentation, which shows that the strain can effectively increase the content of aroma substances.

ксиланазаскринингидентификацияоптимизацияароматические веществаферментация и производство ароматаxylanasescreeningidentificationoptimizationaroma substancesfermentation and aroma productionReferencesSharma A.K., Sharma M.K. Plants as bioreactors: Recent developments and emerging opportunities / A.K. Sharma, M.K. Sharma // Biotechnol Adv. – 2009. – № 27(6). – Р. 811-832. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2009.06.004.Sharma A.K., Sharma M.K. Plants as bioreactors: Recent developments and emerging opportunities / A.K. Sharma, M.K. Sharma // Biotechnol Adv. – 2009. – № 27(6). – Р. 811-832. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2009.06.004.Prade R.A. Xylanases: from biology to biotechnology / R.A. Prade // Biotechnol Genet Eng Rev. – 1996. – № 13. – Р. 101-131. DOI: https://doi.org/10.1080/02648725.1996.10647925.Prade R.A. Xylanases: from biology to biotechnology / R.A. Prade // Biotechnol Genet Eng Rev. – 1996. – № 13. – Р. 101-131. DOI: https://doi.org/10.1080/02648725.1996.10647925.Omogbenigun F.O. Dietary supplementation with multienzyme preparations improves nutrient utilization and growth performance in weaned pigs / F.O. Omogbenigun, C.M. Nyachoti, B.A. Slominski // J Anim Sci. – 2004. – № 82(4). – Р. 1053-1061. DOI: https://doi.org/10.2527/2004.8241053x.Omogbenigun F.O. Dietary supplementation with multienzyme preparations improves nutrient utilization and growth performance in weaned pigs / F.O. Omogbenigun, C.M. Nyachoti, B.A. Slominski // J Anim Sci. – 2004. – № 82(4). – Р. 1053-1061. DOI: https://doi.org/10.2527/2004.8241053x.The expression of a xylanase targeted to ER-protein bodies provides a simple strategy to produce active insoluble enzyme polymers in tobacco plants / I. Llop-Tous et al // PLoS One. – 2011. – № 6(4). – Р. 19474. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0019474.The expression of a xylanase targeted to ER-protein bodies provides a simple strategy to produce active insoluble enzyme polymers in tobacco plants / I. Llop-Tous et al // PLoS One. – 2011. – № 6(4). – Р. 19474. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0019474.Herbers K. Thermostable Xylanase from Clostridium thermocellum Expressed at High Levels in the Apoplast of Transgenic Tobacco Has No Detrimental Effects and Is Easily Purified / K. Herbers, I. Wilke, U.A. Sonnewald // Bio/technology. – 1995. – № 13(1). – Р. 63-66. DOI: https://doi.org/10.1038/nbt0195-63.Herbers K. Thermostable Xylanase from Clostridium thermocellum Expressed at High Levels in the Apoplast of Transgenic Tobacco Has No Detrimental Effects and Is Easily Purified / K. Herbers, I. Wilke, U.A. Sonnewald // Bio/technology. – 1995. – № 13(1). – Р. 63-66. DOI: https://doi.org/10.1038/nbt0195-63.Production of Recombinant Proteins in Tobacco Guttation Fluid / S. Komarnytsky et al // Plant physiology. – 2000. – № 124(3). – Р. 927-934. DOI: https://doi.org/10.1104/pp.124.3.927.Production of Recombinant Proteins in Tobacco Guttation Fluid / S. Komarnytsky et al // Plant physiology. – 2000. – № 124(3). – Р. 927-934. DOI: https://doi.org/10.1104/pp.124.3.927.Production of recombinant proteins in plant root exudates / N.V. Borisjuk et al // Nature Biotechnology. – 1999. – № 17(5). – Р. 466-469.Production of recombinant proteins in plant root exudates / N.V. Borisjuk et al // Nature Biotechnology. – 1999. – № 17(5). – Р. 466-469.Herbers K. Apoplastic expression of the xylanase and β(1-3, 1-4) glucanase domains of the xyn D gene from Ruminococcus flavefaciens leads to functional polypeptides in transgenic tobacco plants / K. Herbers, H.J. Flint, U. Sonnewald // Molecular Breeding. – 1996. – № 2(1). – Р. 81-87. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00171354.Herbers K. Apoplastic expression of the xylanase and β(1-3, 1-4) glucanase domains of the xyn D gene from Ruminococcus flavefaciens leads to functional polypeptides in transgenic tobacco plants / K. Herbers, H.J. Flint, U. Sonnewald // Molecular Breeding. – 1996. – № 2(1). – Р. 81-87. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00171354.High expression of the xylanase B gene from Clostridium stercorarium in tobacco cells / J. Sun et al // Journal of Fermentation & Bioengineering. – 1997. – № 84(3). – Р. 219-223. DOI: https://doi.org/10.1016/S0922-338X(97)82057-0.High expression of the xylanase B gene from Clostridium stercorarium in tobacco cells / J. Sun et al // Journal of Fermentation & Bioengineering. – 1997. – № 84(3). – Р. 219-223. DOI: https://doi.org/10.1016/S0922-338X(97)82057-0.Patent US6137032 United States. Xylanase obtained from an anaerobic fungus / K.J. Cheng, L.B. Selinger, J.H. Liu et al; Application filed by Agriculture and Agri Food Canada AAFC – US09/390,200 events; 07.09.99; 24.10.00. – 25 р.Patent US6137032 United States. Xylanase obtained from an anaerobic fungus / K.J. Cheng, L.B. Selinger, J.H. Liu et al; Application filed by Agriculture and Agri Food Canada AAFC – US09/390,200 events; 07.09.99; 24.10.00. – 25 р.Transgenic barley expressing a fungal xylanase gene in the endosperm of the developing grains / M. Patel et al // Molecular Breeding. – 2000. – № 6(1). – Р. 113-124. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1009640427515.Transgenic barley expressing a fungal xylanase gene in the endosperm of the developing grains / M. Patel et al // Molecular Breeding. – 2000. – № 6(1). – Р. 113-124. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1009640427515.Molecular breeding of transgenic rice expressing a xylanase domain of the xynA gene from Clostridium thermocellum / T. Kimura et al // Applied Microbiology and Biotechnology. – 2003. – № 62(4). – Р. 374-379. DOI: https://doi.org/10.1007/s00253-003-1301-z.Molecular breeding of transgenic rice expressing a xylanase domain of the xynA gene from Clostridium thermocellum / T. Kimura et al // Applied Microbiology and Biotechnology. – 2003. – № 62(4). – Р. 374-379. DOI: https://doi.org/10.1007/s00253-003-1301-z.Isolation and identification of xylanase-producing strains during tobacco fermentation / FAN YiWen et al // Modern Food Science and Technology. – 2013. – № 029(011). – Р. 2658-2662.Isolation and identification of xylanase-producing strains during tobacco fermentation / FAN YiWen et al // Modern Food Science and Technology. – 2013. – № 029(011). – Р. 2658-2662.GUO Qingji Screening of xylanase-producing bacteria, enzyme properties and construction and screening of macrogenomic library / GUO Qingji // Qingdao University of Science and Technology, 2008. DOI: https://doi.org/10.7666/d.y1399894.GUO Qingji Screening of xylanase-producing bacteria, enzyme properties and construction and screening of macrogenomic library / GUO Qingji // Qingdao University of Science and Technology, 2008. DOI: https://doi.org/10.7666/d.y1399894.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.