Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tiềm năng sản xuất nano sợi sinh học từ nguồn tài nguyên nông nghiệp tái tạo: Nghiên cứu sơ bộ
Tóm tắt
Trong nghiên cứu sơ bộ hiện tại, chúng tôi báo cáo kết quả sản xuất nano sợi sinh học từ Gluconacetobacter xylinus. Sản xuất được kiểm tra bằng cách sử dụng các nguồn nguyên liệu khác nhau từ đường đơn và hỗn hợp đường với thành phần tương tự như sản phẩm thủy phân axit của các chất thải nông nghiệp khác nhau. Hồ sơ tăng trưởng tế bào, tiêu thụ đường và những thay đổi pH tiếp theo đã được phân tích kỹ lưỡng. Sản xuất biocellulose cao nhất đạt 5.65 g/L trong môi trường fructose với tổng lượng đường tiêu thụ đạt 95.57%. Hơn nữa, sản xuất cao nhất khi sử dụng hỗn hợp đường là 5.2 g/L, được đạt được từ nguồn nguyên liệu có thành phần giống hệt như sản phẩm thủy phân axit của rơm lúa mì. Điều này thể hiện mức thu hồi biocellulose cao nhất là 17.72 g/g đường so với 14.77 g/g fructose. Sản xuất thấp nhất là 1.1 và 1.75 g/L được thu được trong môi trường xylose và glucose, tương ứng, trong khi môi trường sucrose và arabinose đạt được sản xuất tương đối cao hơn là 4.7 và 4.1 g/L, tương ứng. Sự lệch pH của dịch lên men khỏi giá trị tối ưu là 4–5 thường ảnh hưởng rõ rệt đến sản xuất biocellulose với đường đơn trong nguồn nguyên liệu. Tuy nhiên, giá trị pH cuối cùng ghi nhận trong các hỗn hợp đường khác nhau là ∼3.3–3.4, điều này có ảnh hưởng thấp hơn đến sự cản trở sản xuất. Phân tích hồ sơ nồng độ đường và sự phát triển của tế bào cho thấy rằng một lượng lớn đường bị chuyển hóa chủ yếu được sử dụng cho sự phát triển và duy trì của tế bào vi khuẩn, thay vì sản xuất biocellulose. Điều này được quan sát rõ ràng với các loại đường đơn có sản xuất thấp, trong khi tiêu thụ đường lại được sử dụng cho sản xuất biocellulose với các hỗn hợp đường. Kết quả được báo cáo trong nghiên cứu này cho thấy rằng chất thải nông nghiệp có thể được sử dụng như một nguồn nguyên liệu tiềm năng cho sản xuất nano sợi sinh học. Không chỉ đây là một nguồn nguyên liệu tái tạo, mà còn có thể dẫn đến những cải tiến lớn trong sản xuất nếu được áp dụng các phụ gia và kiểm soát thích hợp trong quy trình lên men.
Từ khóa
#biocellulose #nano sợi sinh học #nguồn tài nguyên nông nghiệp #Gluconacetobacter xylinus #sản xuất sinh học #thủy phân axit #chất thải nông nghiệpTài liệu tham khảo
Yoshinaga, F. T., & Watanabe, K. (1997). Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 61, 219–224.
Watanabe, K., Tabuchi, M., Morinaga, Y., & Yoshinaga, F. (1998). Cellulose, 5, 187–200.
Fontanam, J., de Souza, A., Fontana, C., Torriani, I., Moreschi, J., Gallotti, B., et al. (1990). Journal of Applied Biochemistry and Biotechnology, 25, 253–264.
Römling, U. (2002). Microbiological Research, 153, 205–212.
Rose, P., Mayer, R., & Benziman, M. (1991). Microbiological Reviews, 55, 35–58.
Tahara, N., Yano, H., & Yoshinaga, F. (1997). Journal of Fermentation and Bioengineering, 83, 389–392.
Naritomi, T., Kouda, T., Yano, H., & Yoshinaga, F. (1998). Journal of Fermentation and Bioengineering, 85, 598–603.
Dahman, Y. (2009). Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 9(9), 5105–5122.
Toyosaki, H., Kojima, Y., Tsuchida, T., Hoshino, K., Yamada, Y., & Yoshinaga, F. (1995). Journal of General and Applied Microbiology, 41, 307–314.
Sani, A., & Dahman, Y. (2009). Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 85(2), 151–164.
Bae, S. O., Sugano, Y., & Shoda, M. (2004). Journal of Bioscience and Bioengineering, 97, 33–38.
Chao, Y. P., Sugano, Y., Kouda, T., Yoshinaga, F., & Shoda, M. (1997). Biotechnology Techniques, 11, 829–832.
Chao, Y., Ishida, T., Sugano, Y., & Shoda, M. (2000). Biotechnology and Bioengineering, 68, 345–352.
Ishihara, M., Matsunaga, M., Hayashi, N., & Tišler, V. (2002). Enzyme and Microbial Technology, 31, 986–991.
Hestrin, S., & Schramm, M. (1954). Biochemical Journal, 58, 345–352.
Czaja, W., Romanowicz, D., & Brown, R. M. (2004). Cellulose, 11, 403–411.
Son, H. J., Kim, H. G., Kim, K. K., Kim, H. S., Kim, Y. G., & Lee, S. J. (2003). Bioresource Technology, 86, 215–219.
Bae, S. O., & Shoda, M. (2005). Journal of Microbiology and Biotechnology, 67, 45–51.
Qureshi, N., Saha, B. C., Hector, R. E., Huges, S. R., & Cotta, M. A. (2008). Journal of Biomass and Bioenergy, 32, 168–175.
Grohmann, K., & Bothast, R. J. (1997). Process Biochemistry, 32, 405–415.
Ezeji, T., & Blaschek, H. P. (2008). Bioresource Technology, 99, 5232–5242.
Matsuoka, M., Tsuchida, T., Matsushita, K., Adachi, O., & Yoshinaga, F. (1996). Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 60, 575–579.
Keshk, S., & Sameshima, K. (2006). Enzyme and Microbial Technology, 40, 4–8.
Verschuren, P. G., Cardona, T. D., Robert Nout, M. J., De Gooijer, K. D., & Van Den Heuvel, J. C. (2000). Journal of Bioscience and Bioengineering, 89, 414–419.
Nakai, T., Tonouchi, N., Konishi, T., Kojima, Y., Tsuchida, T., & Yoshinaga, F. (1999). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 96, 14–18.
Weinhouse, H., & Benziman, M. (1974). Biochemical Journal, 138, 537–542.
Masaoka, S., Ohe, T., & Sakota, N. (1993). Journal of Fermentation and Bioengineering, 75, 18–22.
Embuscado, M. E., Marks, J. S., & BeMiller, J. N. (1994). Food Hydrocolloids, 8, 407–418.
Asai, T. (1968). Acetic acid bacteria: classification and biochemical activities. Tokyo: University of Tokyo Press.
Yang, Y. K., Park, S. H., Hwang, J. W., Pyun, Y. R., & Kim, Y. S. (1998). Journal of Fermentation and Bioengineering, 85, 312–317.
Velasco-Bedran, H., & Lopez-Isunza, F. (2007). Process Biochemistry, 42, 1180–1190.
Du Toit, W. J., Pretorius, I. S. (2002). Annales de Microbiologie, 52, 155–179.
Tahara, N., Tonouchi, N., Yano, H., & Yoshinaga, F. (1998). Journal of Fermentation and Bioengineering, 85, 589–594.
Tahara, N., Tabuchi, M., Watanabe, K., Yano, H., Morinaga, Y., & Yoshinaga, F. (1997). Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 61, 1862–1865.
Park, J. K., Jung, J. Y., & Park, Y. H. (2003). Biotechnological Letters, 25, 2055–2059.
Suto, M., & Tomita, F. (2001). Journal of Bioscience and Bioengineering, 92(4), 305–311.
Forng, E. R., Anderson, S. M., & Cannon, R. E. (1989). Applied and Environmental Microbiology, 55, 1317–1319.
Canilha, L., Carvalho, W., & Almeida De Silva, J. B. (2005). World Journal of Microbiology and Biotechnology, 21, 1087–1093.
Sun, R., Lawther, J. M., & Banks, W. B. (1995). Industrial Crops and Products, 4, 121–145.