Original scientific paper

Modeliranje utjecaja različitih supstrata i temperature na rast i proizvodnju mliječne kiseline tijekom šaržnog uzgoja bakterije Lactobacillus amylovorus DSM 20531T

Antonija Trontel ; University of Zagreb, Faculty of Food Technology and Biotechnology, Department of Biochemical Engineering, Laboratory of Biochemical Engineering, Industrial Microbiology, Malting and Brewing Technology, Pierottijeva 6/IV, HR-10000 Zagreb, Croatia
Vanda Baršić ; University of Zagreb, Faculty of Food Technology and Biotechnology, Department of Biochemical Engineering, Laboratory of Biochemical Engineering, Industrial Microbiology, Malting and Brewing Technology, Pierottijeva 6/IV, HR-10000 Zagreb, Croatia
Anita Slavica ; University of Zagreb, Faculty of Food Technology and Biotechnology, Department of Biochemical Engineering, Laboratory of Biochemical Engineering, Industrial Microbiology, Malting and Brewing Technology, Pierottijeva 6/IV, HR-10000 Zagreb, Croatia
Božidar Šantek ; University of Zagreb, Faculty of Food Technology and Biotechnology, Department of Biochemical Engineering, Laboratory of Biochemical Engineering, Industrial Microbiology, Malting and Brewing Technology, Pierottijeva 6/IV, HR-10000 Zagreb, Croatia
Srđan Novak ; University of Zagreb, Faculty of Food Technology and Biotechnology, Department of Biochemical Engineering, Laboratory of Biochemical Engineering, Industrial Microbiology, Malting and Brewing Technology, Pierottijeva 6/IV, HR-10000 Zagreb, Croatia

Abstract

Amilolitička bakterija mliječne kiseline Lactobacillus amylovorus DSM 20531T može koristiti glukozu, saharozu ili škrob kao jedini izvor ugljika i energije. Tijekom šaržnog uzgoja bakterije u laboratorijskom bioreaktoru s miješalom pri konstantnoj temperaturi (40 °C) i pH-vrijednosti (5,5) iz MRS podloge iskorištena su sva tri supstrata. U odabranim uvjetima bakterija provodi simultanu hidrolizu škroba i fermentaciju. U sva tri slučaja homofermentativnim bioprocesom proizvedena je smjesa dvaju stereoizomera mliječne kiseline, D-(-)- i L-(+)-mliječne kiseline, uz učinkovitost od 0,93 do 1 g laktata po gramu ukupnog supstrata. U hranjivoj podlozi sa škrobom istraživan je i utjecaj temperature uzgoja na kinetiku rasta stanica i proizvodnju mliječne kiseline. Učinkovita simultana saharifikacija i fermentacija (SSF) odvijale su se pri temperaturama uzgoja od 35, 40 i 45 °C, kada je kompleksni ugljikohidrat potpuno razgrađen tijekom 8-12 h uzgoja uz koeficijent konverzije supstrata u proizvod od 0,91 do 0,93 g/g. Maksimalna brzina potrošnje supstrata (0,89 h^-1), maksimalna specifična brzina rasta (0,87 h^-1), brzina nastajanja proizvoda (2,01 h^-1) i produktivnost proizvodnje mliječne kiseline (1,45 g/(L·h)) postignute su pri temperaturi uzgoja od 45 °C, dok je maksimalna koncentracija biomase dobivena pri 40 °C. Temperatura uzgoja uvelike utječe na omjer dvaju proizvedenih stereoizomera mliječne kiseline. Potrošnja triju supstrata, rast bakterijske biomase i proizvodnja mliječne kiseline s pomoću L. amylovorus DSM 20531T definirani su nestrukturiranim kinetičkim modelom. Ovisnost biokinetičkih parametara o temperaturi definirana je osnovnim temperaturnim modelom koji dobro opisuje odvijanje bioprocesa.

Keywords

amilolitička bakterija mliječne kiseline; Lactobacillus amylovorus; šaržni uzgoj; temperatura uzgoja; D/L-mliječna kiselina; nestrukturirani kinetički i osnovni temperaturni model

Hrčak ID:

57567

URI

https://hrcak.srce.hr/57567

Publication date:

9.8.2010.

Article data in other languages: english

Visits: 4.664 *