Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sản xuất axit lactic trực tiếp từ tinh bột trong quá trình vận hành fed-batch kiểm soát tinh bột bằng Lactobacillus amylophilus
Tóm tắt
Dựa trên kết quả từ các mẻ thí nghiệm, chúng tôi đã xây dựng một mô hình đồng thời thủy phân và lên men (SSF) đơn giản để mô phỏng quá trình sản xuất axit lactic trực tiếp từ tinh bột khoai tây không thủy phân bằng Lactobacillus amylophilus. Kết quả từ các thao tác theo mẻ với các nồng độ tinh bột ban đầu khác nhau (20, 40 và 60 g/l) cho thấy rằng nồng độ tinh bột ban đầu cao hơn sẽ dẫn đến năng suất thấp hơn một chút, nhưng chủ yếu làm giảm sản lượng. Trong số đó, mẻ có 20 g/l tinh bột ban đầu có năng suất và sản lượng tối đa, lần lượt là 0.31 g/(l h) và 98% (g/g). Để tăng cường năng suất và nồng độ axit lactic cuối cùng, một quy trình vận hành fed-batch kiểm soát tinh bột với 20 g/l tinh bột ban đầu đã được thực hiện. Kết quả cho thấy quy trình fed-batch với tinh bột được kiểm soát ở 8 ± 1 g/l bằng cách điều chỉnh tỷ lệ cho tinh bột dẫn đến năng suất tối đa là 0.75 g/(l h) và sản lượng đạt 69%.
Từ khóa
#Axit lactic #Tinh bột #Quy trình fed-batch #Lactobacillus amylophilus #Sản xuất sinh họcTài liệu tham khảo
Datta R, Henry M (2006) Lactic acid: recent advances in products, processes and technologies—a review. J Chem Technol Biotechnol 81:1119–1126
Reddy G, Altaf M, Maveena BJ, Venkateshwar M, Kumar EV (2008) Amylolytic bacterial lactic acid fermentation- a review. Biotechnol Adv 28:22–34
Altaf M, Venkateshwar M, Srijana M, Reddy G (2007) An economic approach for L-(+) lactic acid fermentation by Lactobacillus amylophilus GV6 using inexpensive carbon and nitrogen sources. J Appl Microbiol 103:372–380
Vishnu C, Naveena BJ, Altaf M, Venkateshwar M, Reddy G (2006) Amylopullulanase-A novel enzyme of L. amylophilus GV6 in direct fermentation of starch to L(+) lactic acid. Enzyme Microb Technol 38:545–550
Yumoto I, Ikeda K (1995) Direct fermentation of starch to l-(+)-lactic acid using Lactobacillus amylophilus. Biotechnol Lett 17:543–546
Zhang DX, Cheryan M (1991) Direct fermentation of starch to lactic acid by Lactobacillus amylophilus. Biotechnol Lett 13:733–738
Nakamura LK, Crowell CD (1979) Lactobacillus amylophilus, a new starch-hydrolyzing species from swine waste-corn fermentation. Dev Ind Microbiol 20:532–540
Ding S, Tan T (2006) l-Lactic acid production by Lactobacillus casei fermentation using different fed-batch feeding strategies. Process Biochem 41:1451–1454
Roy S, Gudi RD, Venkatesh KV, Shah SS (2001) Optimal control strategies for simultaneous saccharification and fermentation of starch. Process Biochem 36:713–722
Anuradha R, Suresh AK, Venkatesh KV (1999) Simultaneous saccharification and fermentation of starch to lactic acid. Process Biochem 35:367–377
Burgos-Rubio CNN, Okos MR, Wankat PC (2000) Kinetic study of the conversion of different substrates to lactic acid using Lactobacillus bulgaricus. Biotechnol Prog 16:305–314
Luo J, Xia L, Lin J, Cen P (1997) Kinetics of simultaneous saccharification and lactic acid fermentation processes. Biotechnol Prog 13:762–767
Philippidis GP, Hatzis C (1997) Biochemical engineering analysis of critical process factors in the biomass-to-ethanol technology. Biotechnol Prog 13:222–231
Zhang ZY, Jin B, Kelly JM (2007) Production of lactic acid and byproducts from waste potato starch by Rhizopus arrhizus: role of nitrogen sources. World J Microbiol Biotechnol 23:229–236
Kimura S, Konagata A (2003) A genetic algorithm with distance independent diversity control for high dimensional function optimization. Trans Jpn Soc Artificial Intel 18:193–202
Xiao Z, Storms R, Tsang A (2006) A quantitative starch-iodine method for measuring alpha-amylase and glucoamylase activities. Anal Biochem 35:146–148
Luedeking R, Piret EL (1959) A kinetic study of the lactic acid fermentation: batch process at controlled pH. J Biochem Microbiol Technol Eng 1:393–412
Yen HW, Lee YC (2009) Production of lactic acid from raw sweet potato powders by Rhizopus oryzae immobilized in sodium alginate apsules. Appl Biochem Biotechnol. doi:10.1007/s12010-009-8884-5