Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc điểm đa dạng của vi khuẩn lactic trong quy trình sản xuất bioethanol
Tóm tắt
Vi khuẩn có thể cạnh tranh với nấm men về dưỡng chất trong quá trình sản xuất bioethanol, điều này có thể gây ra tổn thất kinh tế. Đây là nghiên cứu đầu tiên nhằm định lượng và xác định các chủng Vi khuẩn axit lactic (LAB) có mặt trong quy trình sản xuất bioethanol tại các nhà máy chưng cất khác nhau ở Brazil. Tổng cộng, 489 mẫu LAB đã được thu thập từ bốn nhà máy chưng cất trong các năm 2007 và 2008. Sự phong phú của LAB trong các bể lên men dao động từ 6.0 × 105 đến 8.9 × 108 CFUs/mL. Nước mía thô chứa từ 7.4 × 107 đến 6.0 × 108 CFUs LAB. Hầu hết các mẫu LAB thuộc về chi Lactobacillus dựa trên các hồ sơ hạn chế enzyme operon rRNA. Nhiều loại loài Lactobacillus xuất hiện trong toàn bộ quá trình sản xuất bioethanol, nhưng các loài gặp nhiều nhất vào cuối mùa thu hoạch là L. fermentum và L. vini. Các mẫu rep-PCR khác nhau chỉ ra sự đồng xuất hiện của các quần thể khác nhau của loài L. fermentum và L. vini, cho thấy sự đa dạng lớn trong nội loài. Các mẫu đại diện của cả hai loài đều có khả năng phát triển trong môi trường chứa tới 10% ethanol, cho thấy sự chọn lọc các vi khuẩn chịu đựng ethanol trong suốt quá trình. Nghiên cứu này là khảo sát đầu tiên về sự đa dạng của LAB trong quy trình sản xuất bioethanol ở Brazil. Sự phong phú và đa dạng của LAB cho thấy chúng có tác động đáng kể trong quy trình sản xuất bioethanol.
Từ khóa
#vi khuẩn axit lactic #bioethanol #Lactobacillus #sự đa dạng trong quy trình #nghiên cứu BrazilTài liệu tham khảo
Amorim HV: Fermentação alcoólica. Ciência e Tecnologia. Fermentec. 2005, 448p-
Basílio ACM, Araújo PRL, Morais JOF, Silva Filho EA, Morais MA, Simões DA: Detection and identification of wild yeast contaminants of the industrial fuel ethanol fermentation process. Curr Microbiol. 2008, 56: 322-326. 10.1007/s00284-007-9085-5.
Basso LC, Amorim HV, de Oliveira AJ, Lopes ML: Yeast selection for fuel ethanol production in Brazil. FEMS Yeast Res. 2008, 8: 1155-1163. 10.1111/j.1567-1364.2008.00428.x.
Silva-Filho EA, Santos SKB, Resende AM, Morais JOF, Morais MA, Simões DA: Yeast population dynamics of industrial fuel-ethanol fermentation process assessed by PCR-fingerprinting. Antonie Van Leeuwenhoek. 2005, 88: 13-23.
Silva-Filho EA, Melo HF, Antunes DF, Santos SKB, Resende AM, Simões DA, Morais MA: Isolation by genetic and physiological characteristics of a fuel-ethanol fermentative Saccharomyces cerevisiae strain with potential for genetic manipulation. J Ind Microbiol Biotechnol. 2005, 32: 481-486. 10.1007/s10295-005-0027-6.
Schell DJ, Dowe N, Ibsen KN, Riley CJ, Ruth MF, Lumpkin RE: Contaminant occurrence, identification and control in a pilot-scale corn fiber to ethanol conversion process. Bioresour Technol. 2007, 98: 2942-2948. 10.1016/j.biortech.2006.10.002.
Skinner KA, Leathers TD: Bacterial Contaminants of fuel ethanol production. J Ind Microbiol Biotechnol. 2004, 31: 401-408. 10.1007/s10295-004-0159-0.
Neelakantam V, Narendranath NV, Power R: Relationship between pH and medium dissolved solids in terms of growth and metabolism of Lactobacilli and Saccharomyces cerevisiae during ethanol production. Appl Environ Microbiol. 2005, 71: 2239-2243. 10.1128/AEM.71.5.2239-2243.2005.
Narendranath NV, Hynes SH, Thomas KC, Ingledew WM: Effects of Lactobacilli on yeast-catalyzed etanol fermentations. Appl Environ Microbiol. 1997, 63: 4158-4163.
Yokota F, Oliva Neto P: Características da floculação de leveduras por Lactobacillus fermentum. Rev Microbiol. 1991, 22: 12-16.
Rodas AM, Chenoll E, Macian MC, Ferrer S, Pardo I, Aznar R: Lactobacillus vini sp. nov., a wine lactic acid bacterium homofermentative for pentoses. Int J Syst Evol Microbiol. 2006, 56: 513-517. 10.1099/ijs.0.63877-0.
Thanh VN, Mai LT, Tuan DA: Microbial diversity of traditional Vietnamese alcohol fermentation starters (banh men) as determined by PCR-mediated DGGE. Int J Food Microbiol. 2008, 128: 268-273. 10.1016/j.ijfoodmicro.2008.08.020.
Passoth V, Blomqvist J, Schnürer J: Dekkera bruxellensis and Lactobacillus vini form a stable ethanol-producing consortium in a commercial alcohol production process. Appl Environ Microbiol. 2007, 73: 4354-4356. 10.1128/AEM.00437-07.
Chin PM, Ingledew WM: Effect of lactic acid bacteria on wheat mash fermentations prepared with laboratory backset. Enzyme Microb Technol. 1994, 16: 311-317. 10.1016/0141-0229(94)90172-4.
Narendranath NV, Thomas KC, Ingledew WM: Acetic acid and lactic acid inhibition of growth of Saccharomyces cerevisiae by different mechanisms. J Am Soc Brew Chem. 1994, 59: 187-194.
Abbott DA, Hynes SH, Ingledew WM: Growth rates of Dekkera/Brettanomyces yeasts hinder their ability to compete with Saccharomyces cerevisiae in batch corn mash fermentations. Appl Microbiol Biotechnol. 2005, 66: 641-647. 10.1007/s00253-004-1769-1.
Ludwig KM, Oliva-Neto P, Angelis DE, D F: Quantification of Saccharomyces cerevisiae flocculation by contaminant bacteria from alcoholic fermentation. Ciênc Tecnol Aliment. 2001, 21: 63-68. 10.1590/S0101-20612001000100014.
Nobre TP, Horii J, Alcarde AR: Cellular viability of Saccharomyces cerevisiae cultivated in association with contaminant bacteria of alcoholic fermentation. Ciência Tecnol Aliment. 2007, 27: 20-25.
Tese (Doutorado), Alcarde VE: Avaliação de parâmetros que afetam a floculação de leveduras e bactérias isoladas de processos industriais de fermentação alcoólica. Universidade Estadual de Campinas - Ciências de Alimentos. 2001, Tese (Doutorado), 91p-
Dissertação (Mestrado, Garcia CE: Efeito do nível de contaminação de bactérias isoladas de processo industrial de fermentação alcoólica, na floculação de levedura. Univ. de São Paulo/Escola Sup. de Agricultura Luiz de Queiroz - Ciência e Tecnologia de Alimentos. 2000, Dissertação (Mestrado), 80p-
de Man JD, Rogosa M, Sharpe ME: A medium for the cultivation of Lactobacilli. J Appl Bact. 1960, 23: 130-135.
de Souza Liberal AT, Basílio AC, do Monte Resende A, Brasileiro BT, da Silva-Filho EA, de Morais JO, Simões DA, de Morais MA: Identification of Dekkera bruxellensis as a major contaminant yeast in continuous fuel ethanol fermentation. J Appl Microbiol. 2007, 102: 538-547. 10.1111/j.1365-2672.2006.03082.x.
Tilsala-Timisjarvi A, Alatossava T: Development of oligonucleotide primers from the 16S-23S rRNA intergenic sequences for identifying different dairy and probiotic lactic acid bacteria by PCR. Int J Food Microbiol. 1997, 35: 49-56. 10.1016/S0168-1605(97)88066-X.
Moreira JLS, Mota RM, Horta MF, Teixeira SMR, Neumann E, Nicoli JR, Nunes AC: Identification to the species level of Lactobacillus isolated in probiotic prospecting studies of human, animal or food origin by 16S-23S rRNA restriction profiling. BMC Microbiol. 2005, 5: 15-23. 10.1186/1471-2180-5-15.
Lane DJ: 16S/23S rRNA sequencing. In Nucleic acid techniques in bacterial systematics. Edited by: Stackebrandt E, Goodfellow M. 1991, Chichester: Wiley, 115-175.
Naser SM, Dawyndt P, Hoste B, Gevers D, Vandemeulebroecke K, Cleenwerck I, Vancanneyt M, Swings J: Identification of lactobacilli by pheS and rpoA gene sequence analyses. Int J Syst Evol Microbiol. 2007, 57: 2777-2789. 10.1099/ijs.0.64711-0.
Berthier F, Beuvier E, Dasen A, Grappin R: Origin and diversity of mesophilic lactobacilli in Comté cheese, as revealed by PCR with repetitive and species-specific primers. Int Dairy J. 2001, 11: 293-305. 10.1016/S0958-6946(01)00059-0.
Versalovic J, Schneider M, De Bruijn FJ, Lupski JR: Genomic fingerprinting of bacteria using repetitive sequence-based polymerase chain reaction. Methods Mol Cell Biol. 1994, 5: 25-40.