Sản xuất liên tục axit gibberellic trong phản ứng tầng cố định bằng mycelia đã được cố định của Gibberella fujikuroi trong hạt alginat canxi

Springer Science and Business Media LLC - Tập 30 - Trang 226-233 - 1989
José Edmundo Nava Saucedo1, Jean-Noël Barbotin1, Daniel Thomas1
1Laboratoire de Technologie Enzymatique, UA No 523 du CNRS, Université de Technologie de Compiègne, Compiègne Cédex, France

Tóm tắt

Sản xuất liên tục axit gibberellic với mycelia đã được cố định của Gibberella fujikuroi đã được duy trì suốt hơn một trăm ngày trong một reactor tầng cố định dạng ống. Mycelium tự do vào đầu giai đoạn lưu trữ được thu hoạch từ văn hóa G. fujikuroi trong flask lắc và được cố định bằng quá trình gel hóa bằng ion trong hạt alginat canxi. Hệ thống sản xuất tái chế liên tục bao gồm một reactor tầng cố định, một thùng chứa nơi mà môi trường nuôi cấy được làm nóng, khuấy và sục khí, cùng với các van cho việc rút mẫu hoặc thêm chất phản ứng trong suốt 1320 giờ đầu (55 ngày). Một máy chiết xuất liên tục hai pha sau đó đã được thêm vào trong 960 giờ còn lại (40 ngày). Các văn hóa mycelium tự do và cố định trong flask lắc với cùng một chủng được sử dụng trong hệ thống văn hóa liên tục cũng được thực hiện để so sánh các tham số tăng trưởng, duy trì và sản xuất. Kết quả cho thấy năng suất axit gibberellic khoảng tương đương nhau trong cả hai văn hóa mycelium tự do và cố định trong flask lắc: 0.384 và 0.408 mgGA3·gBiomass-1 ·day-1, trong khi trong hệ thống liên tục, sản xuất axit gibberellic gấp đôi so với một lượng sinh khối tương tự: 0.768 mgGA3·gBiomass-1·day-1. Một số yếu tố ảnh hưởng đến năng suất tổng thể của các hệ thống cố định được tìm thấy là: chất lượng và số lượng mycelia trong các hạt xúc tác sinh học và các điều kiện cố định.

Từ khóa

#Gibberella fujikuroi #axit gibberellic #mycelium cố định #sản xuất liên tục #hạt alginat canxi

Tài liệu tham khảo

Anderson JC (1983) Immobilized cell and film reactor systems for filamentous fungi. In: Smith JE, Berry DR, Kristiansen B (eds) The filamentous fungi. Fungal technology. Edward Arnold Publishers Ltd. Volume IV. pp 145–170 Anselmo AM, Mateus M, Cabral JMS, Novais JM (1985) Degradation of phenol by immobilized cells of Fusarium flocciferum. Biotechnol Lett 7:889–894 Avalos J, Cerda-Olmedo E (1987) Carotenoid mutants of Gibberella fujikurot, Curr Genet 11:505–511 Balan J, Fuska J, Kuhr I, Kuhrová V (1970) Bikaverin, an antibiotic from Gibberella fujikuroi, effective against Leishmania brasiliensis. Folia Microbiologia 15:479–484 Borrow A, Brown S, Jefferys EG, Kessell RHJ, Lloyd EC, Lloyd PB, Rothwell A, Rothwell B, Swait JC (1964) The kinetics of metabolism of Gibberella fujikuroi in stirred culture. Can J Microbiol 10:407–444 Ceen EG, Herrmann JPR, Dunnill P (1987) Solvent damage during immobilised cell catalysis and its avoidance: studies of 11 α-hydroxylation of progesterone by Aspergillus ochraceus. Appl Microbiol Biotechnol 25:491–494 Chibata I, Tosa T, Sato T (1986) Methods of cell immobilization. In: Demain AL, Solomon NA (eds) Manual of industrial microbiology and biotechnology. American Society for Microbiology, pp 217–229 Da Fonseca MM, Black GM, Webb C (1986) Reactor configuration for immobilised cells. In: Webb C, Black GM, Atkinson B (eds) Process engineering aspects of immobilised cell systems. Pergamon Press, London, pp 63–74 Darken MA, Jensen AL, Shu P (1959) Production of gibberellic acid by fermentation. Appl Microbiol 7:301–303 Eikmeier H, Rehm HJ (1987) Stability of calcium-alginate during citric acid production of immobilized Aspergillus niger. Appl Microbiol Biotechnol 26:105–111 El-Sayed AHMM, Rehm HJ (1987a) Continuous penicillin production by Penicillium chrysogenum immobilized in calcium alginate beads. Appl Microbiol Biotechnol 26:215–218 El-Sayed AHMM, Rehm HJ (1978b) Semicontinuous penicillin production by two Penicillium chrysogenum strains immobilized in calcium alginate beads. Appl Microbiol Biotechnol 26:211–214 Fuska J, Proksa B, Fusková A (1975) New potential cytotoxic and antitumor substances. I. In vitro effect of bikaverin and its derivatives on cells of certain tumors. Neoplasma 22:335–338 Gaucher GM, Behie LA (1987) Cell immobilization in the production of patulin and penicillin by Penicillium urticae and Penicillium chrysogenum. Methods Enzymol 136:329–342 Heinrich M, Rehm HJ (1981) Growth of Fusarium moniliforme on n-alkanes: comparison of an immobilization method with conventional processes. Eur J Appl Microbiol Biotechnol 11:139–145 Jefferys EG (1970) The gibberellin fermentation. Adv Appl Microbiol 13:283–316 Jones A, Pharis RP (1987) Production of gibberellins and bikaverin by cells of Gibberella fujikuroi immobilized in carrageenan. J Ferment Technol 65:717–722 Kahlon SS, Malhotra S (1986) Production of gibberellic acid by fungal mycelium immobilized in sodium alginate. Enzyme Microbiol Technol 8:613–616 Karel SF, Libicki SB, Robertson CR (1985) The immobilization of whole cells: engineering principles. Chem Eng Sci 40:1321–1354 Kim MN, Ergan F, Dhulster P, Atrat P, Gellf G, Thomas D (1982) Steroid modifications with immobilized mycelium of Aspergillus phoenicis. Biotechnol Lett 4:233–238 Kjaer D, Kjaer A, Pedersen C, Bu'Lock JD, Smith JR (1971) Bikaverin and norbikaverin, benzoxanthentrione pigments of Gibberella fujikuroi. J Chem Soc (C):2792–2797 Kopp B (1987) Long-term alkaloid production by immobilized cells of Claviceps purpurea. Methods Enzymol 136:317–329 Křen V, Ludvík J, Kofroňová O, Kozová J, Reháček Z (1987) Physiological activity of immobilized cells of Claviceps fusiformis during long-term semicontinuous cultivation. Appl Microbiol Biotechnol 26:219–226 Kristiansen B, Bu'Lock JD (1980) Developments in industrial fungal biotechnology. In: Smith JE, Berry DR, Kristiansen B (eds) Fungal biotechnology. Academic Press Inc., pp 203–223 Kumakura M, Kaetsu I (1986) Enzyme production in filamentous fungi immobilized with fibrous substances. Biotechnol Appl Biochem 8:195–200 Kumar PKR, Lonsane BK (1987a) Gibberellic acid by solid state fermentation: consistent and improved yields. Biotechnol Bioeng 30:267–271 Kumar PKR, Lonsane BK (1987b) Potential of fed-batch culture in solid state fermentation for production of gibberellic acid. Biotechnol Lett 9:179–182 Kumar PKR, Lonsane BK (1987c) Extraction of gibberellic acid from dry mouldy bran produced under solid state fermentation. Process Biochem 10:139–143 Kumar PKR, Lonsane BK (1988) Immobilized growing cells of Gibberella fujikuroi P-3 for production of gibberellic acid and pigment in batch and semi-continuous cultures. Appl Microbiol Biotechnol 28:537–542 Martin JF, Demain AL (1980) Control of antibiotic biosynthesis. Microbiol Rev 44:230–251 Nuñez MJ, Lema JM (1987) Cell immobilization: Application to alcohol production. Enzyme Microbiol Technol 9:642–651 Phinney BO, Spector C (1967) Genetics and gibberellin production in the fungus Gibberella fujikuroi. Ann NY Acad Sci 144:204–210 Pitel DW, Vining LC, Arsenault GP (1971) Biosynthesis of gibberellins in Gibberella fujikuroi. The sequence after gibberellin A4. Can J Biochem 49:194–200 Spector C, Phinney BO (1966) Gibberellin production: genetic control in the fungus Gibberella fujikuroi. Science 153:1397–1398 Stafford K (1986) Continuous fermentation. In: Demain AL, Solomon NA (eds) Manual of industrial microbiology and biotechnology. American Society for Microbiology, pp 137–151 Webb C (1986) Biomass hold-up in immobilised cell reactors. In: Webb C, Black GM, Atkinson B (eds) Process engineering aspects of immobilised cell systems. Pergamon Press, London, pp 117–133