Oleje mikrobiologiczne – przyszłość czy ekonomiczne fiasko?

Lipidy są związkami produkowanymi przez większość żywych organizmów żyjących na Ziemi. Pełnią funkcję zapasową, ochraniają narządy wewnętrzne, pomagają zachować odpowiednią temperaturę ciała u organizmów wodnych oraz stanowią jeden z głównych składników błon komórkowych.

Organizmy jednokomórkowe zdolne kumulować duże ilości (powyżej 20% suchej masy) triacylogliceroli – estrów kwasów tłuszczowych, nazywane są mikroorganizmami olejodajnymi i to one właśnie wykorzystywane są przez biotechnologów do produkcji olejów mikrobiologicznych.

Człowiek nauczył się pozyskiwać najcenniejsze dla nas triacyloglicerole ze źródeł roślinnych i zwierzęcych. W mniejszym lub większym stopniu wiele gatunków jest dla nas bezcenną kopalnią tych, tak ważnych dla prawidłowego funkcjonowania organizmu związków. Wśród nich niezwykle istotne dla nas są wielonienasycone kwasy tłuszczowe, które odpowiadają między innymi za utrzymanie odpowiedniej płynności błon komórkowych. Niektóre kwasy tłuszczowe pełnią również rolę prekursorów cząsteczek sygnałowych. Są wśród nich np. kwas arachidonowy (ARA) oraz kwas eikozapentaenowy (EPA), które działają w sposób antagonistyczny podczas tworzenia cząsteczek sygnałowych. Ich wzajemny stosunek ilościowy w organizmie odpowiada za utrzymanie homeostazy w szlakach sygnałowych np. prostaglandyn. ARA, wraz z jeszcze jednym wielonienasyconym kwasem tłuszczowym – DHA (kw. dokozaheksaenowym) pełni znaczącą rolę w rozwoju tkanki nerwowej, mózgu oraz oczu. Dlatego też te dwa związki dodawane są na całym świecie do odżywek dla niemowląt.

ARA produkowany jest na skalę przemysłową przy użyciu grzybów strzępkowych z gatunku . Hodowle prowadzone w specjalistycznych fermentatorach przez trzy jednostki (w Japonii, Chinach i USA). Aby możliwe było wytworzenie ARA przez te organizmy konieczne jest prowadzenie ich hodowli w warunkach ograniczonej dostępności azotu, przy stale dostępnym źródle węgla. Ponadto niska stabilność wielonienasyconych kwasów tłuszczowych wymaga szczególnej ostrożności przy odzyskiwaniu zgromadzonych w komórkach grzybów związków.

Mortierella alpina
Również wytworzenie DHA wymaga prowadzenia specjalistycznych hodowli przy użyciu jednego z dwóch gatunków glonów: bruzdnicy Crypthecodinium cohnii lub Schizochytrium, należącego do labiryntulorośli. Utrzymanie właściwych warunków wymaga ogromnych nakładów finansowych, które sprawiają, że wytwarzanie wielu olejów mikrobiologicznych jest zupełnie nieopłacalne. Dzieje się tak głównie dlatego, że zawsze, kiedy pojawia się alternatywa pozyskania danego kwasu tłuszczowego ze źródła roślinnego lub zwierzęcego, to jest ona bardziej opłacalna. Nawet w sytuacji, gdy wydajność pozyskiwania jest znacznie niższa niż z hodowli mikroorganizmów. Obecnie produkcja olejów mikrobiologicznych opłaca się jedynie w sytuacji, w której brakuje alternatywnej możliwości uzyskania danego lipidu. Z takim stanem rzeczy mamy do czynienia w przypadku ARA i DHA. Niektóre oleje rybie zawierają wprawdzie DHA, jednak współwystępuje on zawsze z EPA, który ma niekorzystny wpływ na wzrost noworodków. Dlatego też, aby wyeliminować działania niepożądane przy produkcji odżywek dla dzieci, konieczne jest pozyskiwanie czystego DHA z mikroorganizmów.

Trwają badania nad wprowadzeniem na rynek oleju mikrobiologicznego zawierającego EPA, który mógłby znaleźć zastosowanie w produkcji leków na choroby autoimmunologiczne, nasercowych (ze względu na właściwości kardioprotekcyjne) czy terapii nowotworowych. Biotechnolodzy mogą jednak rozbić się o mur opłacalności finansowej takiej produkcji. Jeśli znajdzie się jakakolwiek, roślinna lub zwierzęca, alternatywa pozyskania dużych ilości EPA, to zapewne hodowle mikrobiologiczne zostaną przez nią wyparte.

Źródło: „Podstawy biotechnologii” Colin Ratlege, Bjorn Kristiansen; PWN

Data publikacji: 17.03.2011r.