Produkcia kyseliny šťaveľovej rôznymi kmeňmi Aspergillus niger

Kyselina šťaveľová (oxálová, etándiová, HOOC-COOH, C₂H₂O₄) je karboxylová kyselina, ktorej výskyt v prírode je pomerne značný. Nachádza sa v baktériách, hubách, rastlinách, zvieratách, horninách a pôde, niekedy vo forme voľnej kyseliny, častejšie však ako rozpustný šťaveľan (oxalát) draselný a šťaveľan sodný, príp. ako nerozpustný šťaveľan vápenatý. Skutočnosť, že huby patriace do všetkých tried produkujú kyselinu šťaveľovú vo veľkom množstve, naznačuje významný prínos tejto kyseliny pre prežitie v rôznych prostrediach a jej dôležitú úlohu v metabolizme húb [1]. Existuje mnoho hypotéz týkajúcich sa významu produkcie kyseliny šťaveľovej hubami [2]. Funkcia tejto kyseliny v metabolizme húb pravdepodobne spočíva v regulácii prístupnosti nutrientov a tolerancie voči toxínom v prostredí. Prostredníctvom acidifikácie a chelatačných vlastností kyseliny šťaveľovej sa môže zvyšovať prístupnosť kovových iónov, ako napr. železa a vápnika [1, 3]. Ďalšia možná funkcia produkcie kyseliny šťaveľovej hubami je potlačenie rastu konkurenčných organizmov [4]. Študovanie produkcie kyseliny šťaveľovej má veľký význam v oblasti biohydrometalurgie a bioremediácie, pretože predstavuje významné lúhovacie činidlo rozpúšťajúce ťažké kovy a potenciálne toxické prvky [5].

Experimenty sledovania produkcie kyseliny šťaveľovej rôznymi kmeňmi mikroskopickej vláknitej huby Aspergillus niger prebiehali za účasti štyroch odlišných kmeňov A. niger (An), izolovaných z troch bývalých banských oblastí Slovenska, s vysokou koncentráciou potenciálne toxických prvkov a z kontrolnej nekontaminovanej oblasti. Kmeň An-Š bol izolovaný z kambizeme bez vegetácie z banskej lokality Šobov (pH 3,0); kmeň
An-N bol izolovaný z uhoľného prachu z banskej oblasti Nováky (pH 3,3); kmeň An-SL bol izolovaný z technozeme na odkalisku Slovinky v blízkosti rudného ložiska (pH 8,6). Kmeň An-G, porovnávací kontrolný kmeň, bol izolovaný z fluvizeme lužných lesov, bez prítomnosti potenciálne toxických prvkov neďaleko Gabčíkova (pH 7,7). Po 16-dňovej kultivácii bolo zistené najväčšie množstvo kyseliny šťaveľovej vo vzorke obsahujúcej kmeň A. niger z oblasti Novák (45,8 mmol.l^-1). Vo vzorke A. niger z lokality Šobov dosiahla koncentrácia kyseliny šťaveľovej 38,4 mmol.l^-1 a vo vzorke A. niger z lokality Slovinky 8,1 mmol.l^-1. Najmenšie množstvo kyseliny šťaveľovej bolo namerané vo vzorke obsahujúcej kmeň A. niger z oblasti Gabčíkova. Vzorky húb An-G a An-SL po 16-dňovej kultivácii prejavovali známky odumierania (vysoké pH, nízky obsah živín). Táto skutočnosť môže súvisieť s nízkymi hodnotami kyseliny šťaveľovej v daných vzorkách, pretože najvýznamnejšie faktory ovplyvňujúce produkciu kyseliny šťaveľovej sú zdroje uhlíka a dusíka v kultivačnom médiu a pH prostredia [1].

Príspevok je súčasťou grantovej úlohy VEGA 1/0482/15.

[1] Dutton M. V., Evans C. S., Oxalate production by fungi: its role in pathogenicity and ecology in the soil environment. Can J Microbiol, 1996, 42, 881-895.
[2] Ruijter G.J.G., van de Vondervoort P.J.I., Visser J., Oxalic acid production by Aspergillus niger: an oxalate-non-producing mutant produces citric acid at pH 5 and in the presence of manganese. Microbiology, 1999, 145, 2569–2576.
[3] Murphy, R. J., Levi, J. F., Production of copper oxalate by some copper tolerant fungi. Trans Br Mycol Soc, 1983, 54, 165-168.
[4] Shanta, T., Rati, E. R., Isolation and characterization of an aflatoxin-inhibiting metabolite from Aspergillus niger. Curr Sci, 1990, 59, 326-327.
[5] Strasser, H., Burgstaller, W., Schinner, F., High-yield production of oxalic acid for metal leaching processes by Aspergillus niger. FEMS Microbiol Lett, 1994, 119, 365-370.