Zastosowanie rotatabilnego planu kompozycyjnego w optymalizacji składu podłoża hodowlanego do biosyntezy kwasu cytrynowego z glicerolu

• Autorzy: Dymarska E. , Janczar-Smuga M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2018.8.8

Warianty tytułu

EN

Application of the central composite rotatable design in the optimization of medium constituents for the production of citric acid from anhydrous glycerol

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykorzystano centralny rotatabilny plan czynnikowy II stopnia do ustalenia optymalnego składu podłoża hodowlanego do biosyntezy kwasu cytrynowego z użyciem glicerolu bezwodnego jako źródła węgla oraz identyfikowano model matematyczny opisujący wpływ stężenia glicerolu (X1) oraz stężenia makroelementów NH4NO3 (X2), KH2PO4 (X3), MgSO4·7H2O (X4) w podłożu hodowlanym na biosyntezę kwasu cytrynowego. Określono wpływ zmiennych niezależnych na końcowe stężenie produktu (Y1) oraz na współczynnik efektywności biosyntezy kwasu cytrynowego (Y2). W celu wyznaczenia wartości optymalnych zmiennych wejściowych, ze względu na dwa wybrane kryteria końcowe, wykorzystano metodę funkcji użyteczności. Największą wartość użyteczności wynoszącą 0,90 uzyskano dla stężeń glicerolu 150,0 g/dm3, NH4NO3 2,0 g/dm3, KH2PO4 0,2 g/dm3 oraz MgSO4·7H2O 0,2 g/dm3. Dla tak wyznaczonego składu podłoża hodowlanego przeprowadzono eksperyment weryfikacyjny, w wyniku którego uzyskano wartości wybranych kryteriów optymalizacji Y1 = 59,01 g/dm3 i Y2 = 7,00%·g/(dm3·h).

EN

Anhyd. glycerol was bioconverted to citric acid by using Aspergillus niger PD-66 on NH4NO3, KH2PO4, and MgSO4 – contg. substrates at 30°C and 200 rpm for 15 days. The results were evaluated statistically to det. the optimal final concns. of citric acid and biosynthesis efficiency coeff. from the resp. regression equations. A good agreement between the exptl. detd. and calcd. values was achieved.

Słowa kluczowe

PL

kwas cytrynowy; glicerol; biosynteza

EN

citric acid; glycerol; biosynthesis

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 97, nr 8
• Strony: 1276--1282
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dymarska E.

• Wydział Inżynieryjno-Ekonomiczny, Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu, ul. Komandorska 118/120, 53-345 Wrocław

autor

Janczar-Smuga M.

• Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu

Bibliografia

• [1] M. Sauer, D. Mattanovich, H. Marx, Microbial production of food ingredients. Enzymes and nutraceuticals, Woodhead Publishing, Sawston, Cambride (UK), 2013.
• [2] V.G. Shetty, Intern. J. Pharm. Pharm. Sci. 2015, 7, nr 5, 152.
• [3] B. Igliński, R. Buczkowski, Przem. Chem. 2008, 88, nr 2, 148.
• [4] R. Dobson,. V. Gray, K.J. Rumbold, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2012, 39, nr 2, 217.
• [5] M. Papagianni, Biotechnol. Adv. 2007, 25, nr 3, 244.
• [6] The Report of biodiesel market by feedstock type, (vegetable oils (soybean, rapeseed, palm)), animal fats (lard/white grease, poultry, tallow), brown grease/ trap grease). Application (fuel, power generation), and region-global forecast to 2021, Report code CH 4945, MarketsandMarkets Research Private Ltd., India, 2017.
• [7] D. Samul, K. Leja, W. Grajek, Ann. Microbiol. 2014,
• [8] A. André, P. Diamantopoulou, A. Philippoussis, D. Sarris, M. Komaitis, S. Papanikolaou, Ind. Crop. Prod. 2010, 1, nr 2, 407.
• [9] R.W. Nicol, K. Marchand, W.D. Lubitz, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2012, 93, nr 5, 1865.
• [10] Pat. WO 2008107472 (2008). https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=WO2008107472
• [11] S.B. Imandi, V.V.R. Bandaru, S.R. Somalanka, S.R. Bandaru, H.R. Garapati, Bioresource Technol. 2008, 99, nr 10, 4445.
• [12] N. Amenaghawon, J. Oronsaye, S. Ogbeide, Nigerian J. Technol. Res. 2014, 9, nr 2, 20.
• [13] S. Barrington, J.W. Kim, Bioresource Technol. 2008, 99, nr 2, 368.
• [14] S.O. Kareem, I. Akpan, O.O. Alebiowu, Malaysian J. Microbiol. 2010, 6, nr 2, 161.
• [15] J.W. Kim, S. Barrington, J. Sheppard, B. Lee, Process Biochem. 2006, 41, nr 6, 1253.
• [16] E. Osuch-Słomka, R. Ruta, Tribologia 2013, 6, 77.
• [17] T. Shankar, T. Sivakumar, Universal J. Microbiol. Res. 2016, 4, nr 4, 79.
• [18] D. Jańczewski, C. Różycki, L. Synoradzki, Projektowanie procesów technologicznych. Matematyczne metody planowania eksperymentów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2010.
• [19] G. Harańczyk, StatSoft., www.statsoft.pl/spc.html, 2009, 61.
• [20] J. Konkol, StatSoft. www.statsoft.pl/czytelnia.html, 2008.
• [21] W. Leśniak, Badania nad fermentacją kwasu cytrynowego metodą wgłębną, Praca doktorska, WSE-WSR, Poznań-Wrocław, 1972.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)