Enterobacter amnigenus -bakteerin tuottaman fukoosipolymeerin tuotannon optimointi

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi

Authors

Date

2001

Department

Kemian tekniikan osasto

Major/Subject

Bioprosessitekniikka

Mcode

Kem-70

Degree programme

Language

fi

Pages

112+20

Series

Abstract

Mikrobien tuottamia polysakkarideja voidaan käyttää raaka-aineena valmistettaessa harvinaisia monosakkarideja. Enterobacter amnigenus tuottaa limaa, useasta monosakkaridista koostuvaa eksopolysakkaridia. Niistä taloudellisesti kiinnostavin on fukoosi. Tässä työssä etsittiin olosuhteita, joissa E. amnigenus -bakteerin eksopolysakkaridin tuotanto olisi maksimaalista. Kirjallisuusosassa on tarkasteltu mikrobipolysakkaridien koostumusta, rakennetta, ominaisuuksia ja niiden tuotantoon vaikuttavia tekijöitä. Lisäksi on käsitelty polysakkaridien erotus- ja analysointimenetelmiä. Työn kokeellinen osa aloitettiin pullokasvatuksilla. Karsintakoesarjoilla etsittiin merkitseviä kasvualustamuuttujia. Neljän karsintakoesarjan perusteella valittiin muuttujat kahteen alustan optimointikoesarjaan, joissa käytettiin vastepintamenetelmää. Koesarjojen suunnittelussa ja analysoinnissa käytettiin tilastollista koesuunnittelua. Tilastollisesti merkitsevät efektit ainakin yhdessä karsintakoesarjassa oli ammoniumnitraatilla, fosfaattipuskurilla, hiivauutteella, magnesiumsulfaatilla, natriumkloridilla, peptonilla ja rauta(IIl)kloridilla. CCF-koesarjan tuloksista laskettu, parhaaksi ennustettu kasvualustan koostumus oli 37 g/l sakkaroosia, 7 g/l peptonia ja 17 g/l natriumkloridia fosfaattipuskurin lisäksi. Fukoosin saannoksi tässä pisteessä ennustettiin 0,657 g/l. CCC-koesarjan vastaava parhaaksi ennustettu kasvualusta oli 30 g/l sakkaroosia, 3 g/l hiivauutetta, 15 g/l peptonia, 22,5 g/l natriumkloridia ja 3,5 g/l magnesiumsulfaattiheptahydraattia fosfaattipuskurin lisäksi. Fukoosin saannoksi tässä pisteessä ennustettiin 0,771 g/l. Kumpikin ennustettu optimi on pienempi kuin karsintakoesarjan 4 paras tulos, 0,968 g/l fukoosia. Fermentorikasvatuksilla haluttiin määrittää optimaaliset lämpötila-, pH- ja ilmastusarvot. Optimaaliseksi lämpötilaksi saatiin 30 °C, mutta pH:lle ei löytynyt selkeää optimia väliltä 5,5 - 7,5. Suurin ongelma oli kasvuliemen runsas vaahtoaminen, jota yritettiin hillitä käyttämällä silikonipohjaista vaahdonestoainetta. Vaahtoamisen vuoksi käytettiin alhaisia ilmastusnopeuksia, enimmillään 0,33 V/V/min. Suuremmilla ilmastusnopeuksilla bakteeri tuotti enemmän polysakkaridia, joten ilmastuksen lisääminen voisi lisätä saantoa. Vaahdonestoainetta kului paljon ja sitä oli vaikea erottaa biomassan ja polysakkaridipreparaatin seasta. Parhaimmillaan fermentorikasvatuksissa saavutettiin 0,7 g/l fukoosia kolmella kasvualustalla, joista yksi oli karsintakokeen 4 paras alusta. Tähän päästiin myös kasvualustalla, jossa ei ollut fosfaattipuskuria, ja joka siksi tuotti pullokasvatuksessa vain vajaat 0,3 g/l fukoosia.

Description

Supervisor

Leisola, Matti

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120447504

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK