Fermentación microaeróbica del hidrolizado de bambú por Klebsiella pneumoniae

Comienza con un medio rico en nutrientes preparado a partir de hidrolizado de bambú y complementado con sales esenciales para apoyar la actividad microbiana.

Este hidrolizado contiene glucosa y xilosa, las fuentes de carbono necesarias para la fermentación.

Inocular el medio con un cultivo silvestre de Klebsiella pneumoniae cultivado bajo condiciones aeróbicas estándar.

Transfiere el cultivo a un biorreactor en un entorno estéril y fija un pH ligeramente ácido, junto con condiciones limitadas de oxígeno o microaeróbias.

Los bajos niveles de oxígeno dirigen el metabolismo bacteriano hacia la fermentación.

Las células utilizan primero glucosa, que se descompone en piruvato y se convierte en 2,3-butanediol, un químico útil para aplicaciones industriales.

A medida que la glucosa se agota, las células utilizan xilosa, un azúcar de cinco carbonos, y la convierten en piruvato.

Esto permite una producción más lenta de 2,3-butanediol a partir de xilosa a través de la misma vía de fermentación.

Este proceso destaca la conversión microbiana de azúcares derivados del bambú en un producto útil de fermentación bajo condiciones de oxígeno limitado.

Después de preparar el medio de fermentación según el protocolo de texto, prepara un cultivo de semillas añadiendo K. Células de Pneumoniae en una placa y cultivo durante la noche. Luego transfiero el cultivo a un matraz de 250 mililitros que contenga 50 mililitros de medio LB.

Incuba el cultivo a 37 grados Celsius y 200 RPM durante la noche. El tipo salvaje, el mutante del brote C y el mutante del brote A se utilizan para la producción de ácido 2,3-butanediol, R-acetoína y ácido 2-cetoglucónico, respectivamente. Inocular 50 mililitros de cultivo de semillas en el biorreactor.

Mantener el cultivo a 37 grados Celsius con un pH de 6,0 y 7,0 para R-acetoína y 2,3-butanediol, respectivamente. Para la producción de ácido 2-cetoglucónico, mantener el cultivo en pH 7,0 durante las primeras cuatro horas y luego cambiar a un pH de 5,0. Para la producción de 2,3-butanediol, mantener el cultivo en un ambiente microaeróbico con suplementación con aire a dos litros por minuto y 250 RPM.

Para la producción de R-acetoína, mantener el cultivo en un ambiente aeróbico con suplementación de aire a cuatro litros por minuto a 450 RPM. Para la producción de ácido 2-cetoglucónico, mantener condiciones aeróbicas altas con suplementación con aire y tasas de agitación a cuatro litros por minuto y 500 RPM, respectivamente.

El pH del cultivo, la tasa de suplementación con aire y la tasa de agitación deben controlarse con precisión.