Nghiên cứu về ảnh hưởng của quá trình khí hóa và khuấy trộn đến tính chất và sản xuất gum xanthan từ glycerin thô thu được từ biodiesel bằng phương pháp bề mặt phản ứng

Applied Biochemistry and Biotechnology - Tập 172 - Trang 2769-2785 - 2014
Denilson de Jesus Assis1, Líllian Vasconcelos Brandão1, Larissa Alves de Sousa Costa1, Tamiris Vilas Boas Figueiredo2, Luciane Santos Sousa2, Francine Ferreira Padilha3, Janice Izabel Druzian2
1Department of Chemical Engineering, Polytechnic School, Federal University of Bahia, Salvador, Brazil
2Department of Bromatological Analysis, College of Pharmacy, Federal University of Bahia, Salvador, Brazil
3Technology and Research Institute, Tiradentes University, Aracajú, Brazil

Tóm tắt

Các ảnh hưởng của quá trình khí hóa và khuấy trộn đến tính chất và sản xuất gum xanthan từ glycerin thô biodiesel (CGB) bằng Xanthomonas campestris mangiferaeindicae 2103 đã được nghiên cứu và tối ưu hóa bằng phương pháp bề mặt phản ứng. Gum xanthan đã được sản xuất từ CGB trong một bể nuôi cấy ở nhiệt độ 28 °C trong thời gian 120 giờ. Quy trình tối ưu hóa chỉ ra rằng 0,97 vvm ở 497,76 rpm đã tạo ra sản lượng gum xanthan đạt 5,59 g L−1 và 1,05 vvm ở 484,75 rpm tối đa hóa khối lượng sinh khối đạt 3,26 g L−1. Hơn nữa, sự kết hợp giữa 1,05 vvm ở 499,40 rpm đã tối đa hóa độ nhớt của gum xanthan ở nồng độ 0,5 % (m/v), 25 °C, và 25 s−1 (255,40 mPa s). Các phản hồi khác không tạo ra các mô hình dự đoán. Sự khuấy trộn thấp đã góp phần tăng cường sản xuất gum xanthan, khối lượng sinh khối, độ nhớt, khối lượng phân tử, và nồng độ axit pyruvic. Việc tăng cường khuấy trộn đã thúc đẩy quá trình hình thành gum xanthan với nồng độ mannose cao. Việc giảm khí hóa góp phần vào sản xuất gum xanthan và hình thành biopolymer có nồng độ mannose và glucose cao. Sự gia tăng khí hóa đã dẫn đến tăng khối lượng sinh khối, độ nhớt, và sự hình thành gum xanthan có khả năng chống phân hủy nhiệt cao hơn. Tổng thể, quá trình khí hóa và khuấy trộn trong quá trình lên men CGB đã ảnh hưởng đáng kể đến sản xuất gum xanthan và các tính chất của nó.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Palaniraj, A., & Jayaraman, V. (2011). Journal of Food Engineering, 106, 1–11. Rosalam, S., & England, R. (2006). Enzyme and Microbial Technology, 39, 197–207. Garcia-Ochoa, F., Santos, V. E., Casas, J. A., et al. (2000). Biotechnology Advances, 18, 549–579. Ben Salah, R., Chaari, K., Besbe, S., et al. (2010). Food Chemistry, 121, 627–633. Jasson, P. E., Kenne, L., & Lindeberg, B. (1975). Carbohydrate Research, 45, 275–282. Duta, F. P., França, F. P., & Lopes, L. M. A. (2006). Electronic Journal of Biotechnology, 9, 393–399. Nicolaus, B., Kambourova, M., & Oner, E. T. (2010). Environmental Technology, 31, 1145–1158. Papagianni, M., Psomas, S. K., Batsilas, L., et al. (2001). Process Biochemistry, 37(73), 80. Kerdsup, P., Tantratian, S., Sanguandeekul, R., et al. (2011). Food Bioprocess Technology, 4, 1459–1462. Bilanovic, D., Chang, F., Isobaev, P., et al. (2013). Biomass and Bioenergy, 35, 2683–2689. Druzian, J. I., & Pagliarini, A. P. (2007). Ciência e Tecnologia de Alimentos, 27, 26–31. Nery, T. B. R., Brandão, L. V., Esperidião, M. C. A., et al. (2008). Quimica Nova, 39, 1937–1941. Brandão, L. V., Esperidião, M. C. A., & Druzian, J. I. (2010). Polímeros, 20, 1–6. Ayoub, M., & Abdullah, A. Z. (2012). Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16, 2671–2686. Anand, P., & Saxena, R. K. (2011). New Biotechnology, 29, 199–205. Çelik, E., Ozbay, N., Oktar, N., et al. (2008). Industrial and Engineering Chemistry Research, 4, 2985–2990. Zhu, Y., Li, J., Tan, M., et al. (2010). Bioresource Technology, 101, 8902–8906. Teodoro, J. C., Baptista-Neto, A., Araujo, M. L. G. C., et al. (2010). Brazilian Journal of Chemical Engineering, 27, 499–506. Rywińska, A., & Rymowicz, W. (2011). Chemistry Papers, 65, 119–123. Reis, E. C., Alemida, M., Cardoso, J. C., et al. (2010). Macromolecular Symposia, 296, 347–353. Zhao, L., He, Y., Deng, X., et al. (2012). Molecules, 17, 3618–3629. Galindo, E., Salcedo, G., & Ramirez, M. E. (1994). Applied Microbiology and Biotechnology, 40, 634–637. Horwitz, W. (1997). Official methods of analysis of AOAC International, 16th ed., Gaithersburg, Maryland: Association of Official Analytical Chemists International. Bligh, E. G., & Dyer, W. J. (1959). Canadian Journal of Biochemistry and Physiology, 37, 911–917. Myers, R. H., & Montgomery, D. C. (2002). Response surface methodology, process and product optimization using designed experiments (2nd ed.). New York: Wiley. Sutherland, I. W. (1996). Biotechnology, 6, 613–657. Uma Shankar, M. K. S., Uma Shaanker, R., Ganeshaiah, K. N., et al. (1996). Economic Botany, 50, 270–279. Thompson, J. C., & He, B. B. (2006). Applied Engineering in Agriculture, 22, 261–265. Casas, J. A., Santos, V. E., & García-Ochoa, F. (2000). Enzyme and Microbial Technology, 26, 282–291. Silva-Santisteban, B. O. Y., & Filho, F. M. (2004). Enzyme and Microbial Technology, 36, 717–724. Peters, H. U., Herbst, H., Hesselink, P. G. M., et al. (1989). Biotechnology and Bioengineering, 34, 1393–1397. Cherry, R. S., & Papoutsakis, H. (1986). Bioprocess Engineering, 1, 29–41. Moshaf, S., Hamidi-Esfahani, Z., & Azizi, M. H. (2011). World Academy of Science Engineering and Technology, 57, 521–524. Kalogiannis, S., Iakovidou, G., Liakopoulou-Kyriakides, M., et al. (2003). Process Biochemistry, 39, 249–256. Flores-Candia, J. L., & Decker, W. D. (1999). Biotechnology Progress, 15, 531–538. Orentas, D. G., Sloneker, J. H., & Jeanes, A. (1963). Canadian Journal of Microbiology, 9, 427–430. Shatwell, K. P., Sutherland, I. W., & Ross-Murphy, S. B. (1990). International Journal of Biological Macromolecules, 12, 71–78. Smith, I. H., Symes, K. C., Lawson, C. J., et al. (1981). International Journal of Biological Macromolecules, 3, 129–134. Faria, S., Petkowicz, C. L. O., Moraes, S. L., et al. (2011). Carbohydrate Polymer, 86, 469–476. Zohuriaan, M. J., & Shokrolahi, F. (2004). Polymer Testing, 23, 575–579.