Biokonwersja glicerolu do kwasu cytrynowego

• Autorzy: Książek, Ewelina , Janczar-Smuga, Małgorzata , Pietkiewicz, Jerzy J.

Warianty tytułu

EN

Bioconversion of glycerol into citric acid

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań otrzymywania kwasu cytrynowego z glicerolu bezwodnego oraz odpadowego metodą fermentacji z użyciem szczepów Aspergillus niger. W pierwszej kolejności przeprowadzono badania przesiewowe 19 szczepów A. niger w okresowych hodowlach wgłębnych w kolbach, w inkubatorze z wytrząsaniem. Następnie dla szczepu charakteryzującego się największą wydajnością i efektywnością przeprowadzono okresowe hodowle wgłębne w bioreaktorze. W okresowych hodowlach wgłębnych A. niger PD-66 prowadzonych w podłożach z glicerolem bezwodnym uzyskano wyższe końcowe stężenia kwasu cytrynowego niż w hodowlach prowadzonych w podłożach zawierających glicerol odpadowy. Najwyższe końcowe stężenie kwasu cytrynowego (86,11 g/dm3), największą szybkość objętościową (0,465 g/(dm3•h)) oraz najkorzystniejszy współczynnik efektywności biosyntezy kwasu cytrynowego (40,10%•g/(dm3•h)) otrzymano w hodowlach prowadzonych w bioreaktorze w podłożu hodowlanym z glicerolem bezwodnym. W okresowych hodowlach wgłębnych prowadzonych w podłożu z glicerolem odpadowym zaobserwowano zdecydowanie niższą produktywność i wydajność kwasu cytrynowego.

EN

Anhydrous and crude glycerols were bioconverted to citric acid by using Aspergillus niger mould strains. After screening of 19 strains in submerged batch cultures, in flasks, in a shaking incubator the A. niger PD-66 strain with the highest yield and efficiency, was selected and used in the study. The highest final concn. of citric acid (86.11 g/dm3), the highest volumetric reaction rate (0.465 g/(dm3h)) and the most favourable citric acid biosynthesis efficiency coeff. (40.10%•g/(dm3•h)) were obtained in cultures with anhydrous glycerol. Crude glycerol showed significantly lower productivity and efficiency of citric acid prodn.

Słowa kluczowe

PL

kwas cytrynowy; glicerol; biokonwersja; fermentacja; Aspergillus niger

EN

citric acid; glycerol; bioconversion; fermentation; Aspergillus niger

• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 99, nr 6
• Strony: 939--948
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Książek, Ewelina

• Katedra Agroinżynierii i Analizy Jakości, Wydział Inżynierii Produkcji, Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu, ul. Komandorska 118/120,

autor

Janczar-Smuga, Małgorzata

• Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu

autor

Pietkiewicz, Jerzy J.

• Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Witelona w Legnicy

Bibliografia

• [1] M. Fiume, B. Heldreth, On the safety assessment of citric acid, inorganic citrate salts, and alkyl citrate esters as used in cosmetics, Cosmetic Ingredient Review, Washington 2012; http://www.cir-safety.org/sites/default/files/citric032012FR.pdf.
• [2] A. Apelblat, Citric acid, Springer International Publishing, 2014, 213.
• [3] A.A. Al-Nabulsi, A.N. Olaimat, T.M. Osaili, Food. Microbiol. 2014, 42, 102.
• [4] P.G. Seligra, C.J. Medina, L. Famá, S. Goyanes, Carbohydr. Polym. 2016, 138, 66.
• [5] I.F. Pérez-Ramírez, E. Castano-Tostado, J.A. Ramírez-de León, N.E. Rocha-Guzmán, R. Reynoso-Camacho, Food. Chem. 2015, 172, 885.
• [6] C. Chen, W. Hu, Y. He, A. Jiang, R. Zhang, Postharvest. Biol. Technol. 2016, 111, 126.
• [7] T. Hagiwara, S. Hagihara, A. Handa, N. Sasagawa, R. Kawashima, T. Sakiyama. Food. Control. 2015, 53, 35.
• [8] R. Larba, I. Boukerche, N. Alane, N. Habbache, S. Djerad, L. Tifouti, Hydrometallurgy 2013, 134-135, 117.
• [9] S. Majumder, B. Nath, S. Sarkar, J. Hazard. Mater. 2013, 262, 1167.
• [10] Citric acid market. Global industry analysis, size and forecast, 2016 to 2026, Report code: REP-GB-890, Future Market Insights, London 2016.
• [11] Citric acid market by application, function, region - 2020, Report code CH 3834, MarketsandMarkets Research Private Ltd., India 2017.
• [12] V.G. Shetty, Intern. J. Pharm. Pharm. Sci. 2015, 7, nr 5, 152.
• [13] B. Igliński, R. Buczkowski, Przem. Chem. 2008, 88, nr 2, 148.
• [14] M. Tudorache, A. Negoi, B. Tudora, V.I. Parvulescu, Appl. Catal. B. Environ. 2014, 146, 274.
• [15] J. Iyyappan, G. Baskar, B. Bharathiraja, R. Saravanathamizhan, Bioresour. Technol. 2018, 269, 393.
• [16] M. Sauer, D. Mattanovich, H. Marx, Microbial production of food ingredients. Enzymes and nutraceuticals, Woodhead Publishing, Sawston, Cambride (UK), 2013.
• [17] E. Betiku, O.A. Adesina, Biomass Bioenergy 2013, 55, 350.
• [18] M.G. Addo, A. Kusi, L.A. Andoh, K. Obiri-Danso, Int. Adv. Res. J. Sci. 2016, 3, nr 1, 95.
• [19] Anonim, Production of biodiesel in EU, www.ebb-en.Org/biodiesel.php, dostęp 24 marca 2020 r.
• [20] Anonim, Komunikat prasowy Polskiej Koalicjii Biopaliw i Pasz Białkowych, www.kib.pl, dostęp 17 kwietnia 2020 r.
• [21] D. Samul, K. Leja, W. Grajek, Ann. Microbiol. 2014, 64, 891.
• [22] A. André, P. Diamantopoulou, A. Philippoussis, D. Sarris, M. Komaitis, S. Papanikolaou, Ind. Crop. Prod. 2010, 1, nr 2, 407.
• [23] Pat. WO 2008107472 (2008); https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=WO2008107472.
• [24] C.F.B. Witteveen, P. De Vondervoort, C. Dijkema, K. Swart, J. Visser, J. Gen. Microbiol. 1990, 136, 1299.
• [25] M. Salazar Pena, Systems biology of glucose sensing and repression in Aspergillus niger. Lessons from genomics and transcriptomics, Department of Chemical and Biological Engineering, Chalmers University of Technology, Göteborg 2010.
• [26] R.W. Nicol, K. Marchand, W.D. Lubitz, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2012, 93, nr 5, 1865.
• [27] D.H.A. Hondmann, R. Busink, C.F.B. Witteveen, J. Vlsser, J. Gen. Microbiol. 1991, 137, nr 3, 629.
• [28] C. Li, K.L. Lesnik, H. Liu, Energies 2013, 6, nr 9, 4739.
• [29] M. Klein, S. Swinnen, J.M. Thevelein, E. Nevoigt, Environ. Microbiol. 2017, 19, nr 3, 878.
• [30] A. André, P. Diamantopoulou, A. Philippoussis, D. Sarris, M. Komaitis, S. Papanikolaou, Ind. Crop. Prod. 2010, 1, nr 2, 407.
• [31] S.V. Kamzolova, S.G. Anastassiadis, A.R. Fatyhkova, N.P. Golovchenko, I.G. Morgunov, [w:] Current research, technology and education topics in aplies microbiology and microbial biotechnology (red. A. Mendes-Vilas), Formatex, 2010, 1020.
• [32] S.V. Kamzolova, A.R. Fatykhova, E.G. Dedyukhina, S.G. Anastassiadis, N.P. Golovchenko, I.G. Morgunov, Food. Technol. Biotechnol. 2011, 41, nr 1, 65.
• [33] S. Papanikolaou, L. Muniglia, I. Chevalot, G. Aggelis, I. Marc, J. Appl. Microbiol. 2002, 92, nr 4, 737.
• [34] A. Rywińska, I. Musiał, W. Rymowicz, B. Zarowska, T. Boruczkowski, Prep. Biochem. Biotechnol. 2012, 42, nr 3, 279.
• [35] S. Sadhukhan, R. Villa, U. Sarkar, Biotechnol. Rep. 2016, 10, 84.
• [36] A. Rywińska, W. Rymowicz, B. Żarowska, M. Wojtatowicz, Food. Technol. Biotechnol. 2009, 47, nr 1, 1.
• [37] S. Papanikolaou, S. Fakas, M. Fick, Biomass Bioenergy 2008, 32, nr 1, 60.
• [38] I. Musiał, E. Cibis, W. Rymowicz, Appl. Clay Sci. 2011, 52, nr 3, 277.
• [39] A.R. Hraš, M. Hadolin, Ž. Knez, D. Bauman, Food. Chem. 2000, 71, nr 2, 229.
• [40] E. Foryś, W. Podgórski, M. Kaczyńska, Acta. Sci. Pol. Biotechnol. 2007, 6, nr 4, 31.

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2020.6.22