微生物轉換甘蔗汁以生產聚醣及聚酯化合物

吳芳禎; 李偉碩; 施英隆

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doi:DOI 号

来源数据

P63 - 72

医药卫生 > 医药总论
医药卫生 > 基础医学
工程学 > 工程学综合
社会科学 > 社会科学综合
社会科学 > 心理学

DOI： 10.7117/JSET

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微生物转换甘蔗汁以生产聚醣及聚酯化合物

Microbial Conversion of Sugarcane Juice for the Production of Polyfructan and Polyester

吴芳祯(FANG-CHEN WU) ；李伟硕(WE-SOE LI) ；施英隆(ING-LUNG SHIH)

科学与工程技术期刊； 15 卷 1 期 (2019 / 03 / 01) ， P63 - 72

繁体中文

甘蔗汁；菌果聚醣；聚羟基烷基酯； Sugarcane juice ； Levan ； Polyhydroxyalkanoates

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摘要 │ 参考文献 (23) │ 国际计量

摘要〈TOP〉

并列摘要〈TOP〉

As fossil fuel supplies dwindle and environmental awareness rises, the biorefinery process has emerged as the most promising method for the production of alternatives to fossil fuels and traditional, oil-based chemicals. In particular, the microbial conversion of biomass for biopolymer production is attractive because of the substantial demand for degradable biopolymers and wide availability of renewable biomass feedstock. Microbial biopolymers are biodegradable, edible, biocompatible, and nontoxic for humans and the environment; they do not rely on oil resources; and their applications are versatile, safe, and environmentally friendly. Microbial biopolymers offer a variety of industrial applications in the fields of cosmetics, foods, pharmaceuticals, and the environment. The purpose of this study is to investigate the feasibility of a tandem production of two invaluable biopolymers, levan and polyhydroxyalkanoates(PHA), by using microbial fermentation with sugarcane juice as a feedstock. In the first section of the study, factors affecting levan production by fermentation of Bacillus subtilis(natto)Takahashi in a medium containing sugarcane juice were studied. The highest yield of levan production(18.0 g/L at 24 h; 26.0% by sucrose consumption)was obtained when the bacteria were cultured in a medium containing sugarcane juice(with 78 g/L sucrose)at a pH of 6.5, temperature of 37°C, and agitation speed of 175 rpm. The fermentation broth was concentrated using ultrafiltration membranes. The levan was harvested from the concentrate through precipitation by adding 4 volumes of cold ethanol; the filtrate containing glucose(~55 g/L)and fructose(~40 g/L) was proven to be a suitable substrate for the production of PHA by Cupriavidus necator. In the second section of the study, the factors affecting PHA production by fermentation of C. necator in a medium containing waste filtrate from levan fermentation were studied. The highest yield of PHA production (1.60 g/L; 13.30 wt%)was obtained when the bacteria were cultured in the medium for 48 h at a pH of 7.0, temperature of 30°C, and agitation speed of 200 rpm.

参考文献 ( 23 ) 〈TOP〉

Azizia, N.,Najafpoura, G.,Younesi, H.(2017).Acid pretreatment and enzymatic saccharification of brown seaweed for polyhydroxy-butyrate (PHB) production using Cupriavidus necator.International Journal of Biological Macromolecules,101,1029-1040.
Cavalheiro, J. M. B. T.,De Almeida, M. C. M. D.,Grandfils, C.,Da Fonseca, M. M. R.(2009).Poly (3-hydroxybutyrate) production by Cupriavidus necator using waste glycerol.Process Biochemistry,44(5),509-515.
Davis, R.,Kataria, R.,Cerrone, F.,Woods, T.,Kenny, S.,O’Donovan, A.,Guzik, M.,Shaikh, H.,Duane, G.,Gupta, V.K.,Tuohy, M. G.,Padamatti, R. B.,Casey, E.,O’Connor, K. E.(2013).Conversion of grass biomass into fermentable sugars and its utilization for medium chain length polyhydroxyalkanoate (mcl-PHA) production by Pseudomonas strains.Bioresource Technology,150,202-209.
De Jong, E.,Higson, A.,Walsh, P.,Wellisch, M.(2012).Product developments in the bio-based chemicals arena.Biofuels Bioproducts and Biorefining,6(6),606-624.
De Oliveira, M. R.,Da Silva, R. S. S. F.,Buzato, J. B.,Celligoi, M. A. P. C.(2007).Study of levan production by Zymomonas mobilis using regional low-cost carbohydrate sources.Biochemical Engineering Journal,37(2),177-183.

国际计量

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