Badania nad wykorzystaniem biomasy skrobiowej jako źródła węgla w procesie fermentacji D-mleczanowej

• Autorzy: Michalczyk Alicja , Cieniecka-Rosłonkiewicz Anna , Garbaczewska Sylwia , Morytz Bolesław , Białek Arkadiusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2020.1.13

Warianty tytułu

EN

Study on the use of starch biomass as a carbon source in D-lactate fermentation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Sprawdzono możliwości wykorzystania enzymatycznego hydrolizatu skrobi z mąki pszennej jako źródła węgla w procesie fermentacji D-mleczanowej przez szczep Sporolactobacillus laevolacticus DSM 442. Biokonwersję glukozy zawartej w biomasie skrobiowej do D-LA (kwasu D-mlekowego) przeprowadzono w procesie równoczesnego scukrzania i fermentacji (SSF). Zastosowano również metodę SHF (separate hydrolysis and fermentation) w celu porównania wydajności obu procesów. Biosyntezę D-LA prowadzono w bioreaktorze Bio Flo 320 w trybie okresowym. Efekty procesu fermentacji wyrażono ilością wytworzonego D-LA oraz sumaryczną zawartością cukrów (glukozy i maltozy) w medium pofermentacyjnym, oznaczonych metodą HPLC i za pomocą testów enzymatycznych. Wyniki przeprowadzonych doświadczeń wskazują na przydatność mąki pszennej w procesie biosyntezy D-LA. Zastosowanie metody SSF pozwala również na skrócenie całkowitego czasu przebiegu procesu o 24 h w porównaniu z metodą SHF, a maksymalne ilości D-LA uzyskane obiema metodami są zbliżone i wynoszą 89,2 g/L (SHF) i 102,3 g/L (SSF).

EN

Wheat flour starch was bioconverted to D-lactic acid (D-LA) by simultaneous saccharification and fermentation (SSF) and sep. by hydrolysis and fermentation (SHF). Processes were carried out in a batch bioreactor in the presence of Sporolactobacillus laevolacticus DSM 442 strain for 120 h at 37°C and 41°C, at 150 rpm and 0.5 vvm N2 flow. The content of D-LA and sugars (glucose and maltose) in the fermentation medium were detd. by HPLC and enzyme assays. In the SSF method, the process time was 24 h shorter compared to SHF, and the max. amts. of D-LA obtained by both methods were similar (102.3 and 89.2 g/L, resp.).

Słowa kluczowe

PL

biomasa skrobiowa; źródło węgla; biosynteza D-LA

EN

starch biomass; carbon source; D-LA biosynthesis

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 99, nr 1
• Strony: 99--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab.

Twórcy

autor

Michalczyk Alicja

• Zakład Technologii i Biotechnologii Produktów Biologicznie Czynnych, Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego, ul. Annopol 6, 03-236 Warszawa

autor

Cieniecka-Rosłonkiewicz Anna

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego, Warszawa

autor

Garbaczewska Sylwia

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego, Warszawa

autor

Morytz Bolesław

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego, Warszawa

autor

Białek Arkadiusz

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego, Warszawa

Bibliografia

• [1] A. Krępulec, Przegl. Zbożowo Młynarski 2004, nr 3, 15.
• [2] K. Hofvendahl, B.H. Hägerdal, Enzyme Microbiol. Technol. 1997, 20, 301.
• [3] M. Smerilli, M. Neureiter, S. Wurz, C. Haas, S. Frühauf, W. Fuchs, J. Chem. Technol. Biotechnol. 2015, 90, nr 4, 648.
• [4] K. Gonzalez, S. Tebbani, F. Lopes, A. Thorigné, S. Givry, D. Dumur, D. Pareau, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2016, 100, nr 1, 147.
• [5] P. Javanainen, Y.Y. Linko, Biotechnol. Tech. 1995, 9, nr 8, 543.
• [6] K. Okano, Q. Zhang, S. Shinkawa, S. Yoshida, T. Tanaka, H. Fukuda, A. Kondo, Appl. Environ. Microbiol. 2009, 75, nr 2, 462.
• [7] K. Fukushima, K. Sogo, S. Miura, Y. Kimura, Macromol. Biosci. 2004, 20, nr 4(11), 1021.
• [8] K. Chookietwattana, APCBEE Procedia 2014, 8, 156.
• [9] J.P. Rojan, G.S. Anisha, K.M. Nampoothiri, A. Pandey, Biotechnol. Adv. 2009, 27, nr 2, 145.
• [10] H. Oh, Y.J. Wee, J.S. Yun, S. Ho Han, S. Jung, H.W. Ryu, Bioresour. Technol. 2005, 96, nr 13, 1492.
• [11] L.P. Huang, B. Jin, P. Lant, Biochem. Eng. J. 2005, 23, 265.
• [12] R. Anuradha, A.K. Suresh, K.V. Venkatesh, Process Biochem. 1999, 3, 367.
• [13] K. Hetényi, A. Németh, B. Sevella, Period Polytech-Chem. 2011, 55, nr 1, 11.
• [14] A. Bayane, B. Diawara, R. Dubois-Dauphin, J. Destain, D. Roblain, P. Thonart, Afr. J. Microbiol. Res. 2010, 4, nr 11, 1016.
• [15] Y.Y. Linko, P. Javanainen, Enzyme Microbial Technol. 1996, 19, nr 2, 118.
• [16] K. Hofvendahl, C. Åkerberg, G. Zacchi, B. Hahn-Hägerdal, Appl. Microbiol. Biot. 1999, 52, nr 2, 163.
• [17] I. Andersch, S. Pianka, D. Fritze, D. Claus, Int. J. Syst. Bacteriol. 1994, 44, nr 4, 659.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).

2. Badania realizowane w ramach Strategicznego Programu Badań Naukowych i Prac Rozwojowych „Środowisko naturalne, rolnictwo i leśnictwo” Biostrateg/Konkurs II, Nr 2/298338/2/NCBR finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.