Name: Producción de productos químicos por Klebsiella pneumoniae Usando hidrolizado de bambú como materia prima (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-29T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 24 s
Description: Aprende a producir 2,3-butanodiol, acetoina, ácido 2-cetoglucónico y ácido xilónico con Klebsiella pneumoniae utilizando hidrolizado de bambú como materia prima renovable. Este método optimiza la fermentación microbiana.

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Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (Grant No. 21576279, 20906076) y el Programa de Iniciativa de Investigación KRIBB (KGM2211531).

1. Preparación de hidrolizado de bambú <ol><li> Añadir 5 g de polvo de bambú a 40 ml de una solución de NaOH para lograr una concentración final de 10% (g / g) en un matraz de 250 ml. Utilizar una serie de soluciones de NaOH que varían de 0,05 M a 0,50 M en incrementos de 0,05 M. <ol><li> Incubar la mezcla durante 60 minutos a 60 ° C o 100 ° C en un baño de agua. Incubar a 121 ° C en un autoclave. </li></ol></li><li> Después de la incubación, dejar reposar la mezcla durante 4 h a temperatura ambiente. A continuación, eliminar el sobrenadante. Añadir 100 ml de agua dulce y mezclar. <ol><li> Repetir este lavado 5-6 veces, hasta que el pH del sobrenadante alcance 6,8. Utilizar el sólido obtenido para la siguiente etapa de hidrólisis enzimática. </li></ol></li><li> Para la hidrólisis, ajustar 50 ml de la mezcla anterior a pH 5,0 usando H2SO4 al 98%. A continuación, añadir 0,5 ml de 200 de papel de filtro de actividad (FPU) / ml de celulasa. NOTA: La proporción final de celulasa a bambú shOld ser 20 FPU por 1 g de bambú. </li><li> Incubar la mezcla a 50 ° C durante 36 h en un agitador. NOTA: Después de la hidrólisis, permanecerá algún sólido en la mezcla. </li><li> Obtener un hidrolizado claro por centrifugación a 7,690 xg durante 5 min. </li><li> Cuantificar la glucosa, la xilosa y otros productos químicos con un sistema de cromatografía líquida de alta presión equipado con un detector de índice de refracción y un detector de matriz de fotodiodos. Utilizar una columna HPX-87H (300 mm x 7,8 mm) y una fase móvil de solución de H 2 SO 4 5 mM a una velocidad de flujo de 0,8 ml / min. </li><li> Para un gran volumen de preparación de hidrolizado, mezclar 2 kg de polvo de bambú y 18 L de NaOH 0,25 M en un tanque de acero inoxidable de 30 litros. <ol><li> Incubar el tanque a 121 ° C en un autoclave durante 60 min. Después de la incubación, lavar la mezcla con 40 L de agua en un tanque de plástico de 60 l. Repita este lavado 5 veces. </li><li> Utilice agua para ajustar el bambú lavado total a un volumen de 20 L.Ajustar el pH de la mezcla a 5,0 con H2SO4 al 98%. </li><li> Hidrolice enzimáticamente la mezcla en un baño de agua de agitación modificado, equipado con un agitador mecánico para asegurar que la mezcla está bien distribuida. Añadir 200 ml de 200 FPU / ml de celulasa e incubar la mezcla a 50 ° C durante 36 h. </li><li> Después de hidrólisis, centrifugar la mezcla a 4.700 xg durante 10 min. </li></ol></li></ol> 2. Producción de 2,3-butanodiol por Wildtype K. pneumoniae <ol><li> Utilice 3 L de hidrolizado de bambú como disolvente para la preparación del medio. </li><li> Preparar un medio de fermentación que contenga 4 g / l de licor de maíz, 2 g / L de (NH 4 ) 2 SO 4 , 6 g / LK 2 HPO 4 , 3 g / L de KH 2 PO 4 y 0,2 g / L de MgSO 4 . Ajustar el pH del medio a neutro usando NaOH 2,5 M. Utilizar un biorreactor de 5 L que contenga 3 L de medio de fermentación autoclavado para la fermentación. </li><li> Utilice K. pneumoniaeCélulas almacenadas en un refrigerador a baja temperatura de -80 ° C. </li><li> Para el cultivo de siembra, incubar un matraz de 250 ml que contiene 50 ml de medio Luria-Bertani (LB) durante la noche a 37 ° C, con agitación a 200 rpm. Utilizar medio LB que contenga 10 g / l de triptona, 5 g / l de extracto de levadura y 10 g / l de NaCl. NOTA: La densidad celular del cultivo de siembra debe alcanzar OD2 (densidad óptica a 600 nm). </li><li> Inocular un frasco de 50 ml del cultivo de siembra en el biorreactor. Mantener el cultivo a pH 6,0 y 37 ° C. Utilice una tasa de suplementación de aire de 2 l / min y una velocidad de agitación de 250 rpm, creando una condición microaeróbica. </li><li> Recoger muestras de 5 mL cada 2 h durante la fermentación y analizarlas con cromatografía líquida de alta presión para determinar las concentraciones químicas en el caldo 4 . <ol><li> Monitoree el álcali agregado al bioreactor en línea usando MFCS / DA. NOTA: Los ácidos orgánicos se producen en el proceso de fermentación,Y se añade NaOH para mantener el pH del cultivo estable. El volumen de álcali añadido representa la cantidad de ácido producido. Cuando el álcali-agregó la línea de las mesetas, el proceso está terminado, ya sea debido al agotamiento de la fuente de carbono o muerte celular. </li></ol></li></ol> 3. Producción de R- acetona por el mutante budC de K. pneumoniae <ol><li> Preparar un medio para la producción de acetoína que contenga 4 g / l de licor de maíz, 2 g / l de (NH4) 2SO4, 3 g / l de acetato de sodio, 0,4 g / l de KCl y 0,1 g / l de MgSO4. </li><li> Utilice K. pneumoniae-ΔbudC para la producción de R -acetoin. Repita los pasos 2.4-2.5. NOTA: budC codifica 2,3-butanodiol deshidrogenasa. K. pneumoniae-ΔbudC pierde la actividad de 2,3-butanodiol deshidrogenasa y produce R -acetoin en lugar de 2,3-butanediol. </li><li> Mantener el cultivo a pH 6,0 y 37 ° C. Utilice una tasa de suplementación de aire de 4 L / min y una agitaciónN de 450 rpm, una condición aerobia. NOTA: El suplemento de oxígeno es mayor que el de la producción de 2,3-butanodiol. </li><li> Ensayar las muestras como en el paso 2.6. </li></ol> 4. Producción de ácido 2-cetoglucónico por el mutante budA de K. pneumoniae <ol><li> Para la producción de ácido 2-cetoglucónico, utilice el mismo medio que para la producción de R -acetoin. </li><li> Utilice K. pneumoniae-ΔbudA para la producción de ácido 2-cetoglucónico. Repita los pasos 2.4-2.5. NOTA: budA codifica α-acetolactato decarboxilasa. K. pneumoniae-ΔbudA pierde la actividad α-acetolactato decarboxilasa y produce ácido 2-cetoglucónico, utilizando glucosa como sustrato. NOTA: La síntesis de ácido 2-cetoglucónico es un proceso ácido dependiente de la condición. Se ha desarrollado una fermentación en dos etapas para la producción de ácido 2-cetoglucónico 10 ; En la primera etapa, el cultivo de siembra se inocula en el biorreactor. </li><lI&gt; Mantener el cultivo a pH 7,0 y 37 ° C. Utilice una tasa de suplementación de aire de 4 l / min y una velocidad de agitación de 500 rpm. NOTA: En estas condiciones, las células crecen muy rápido (la densidad celular alcanza la DO 7 en aproximadamente 4 h). A continuación, la fermentación progresa a la segunda etapa, durante la cual el pH del cultivo disminuye a 5,0. No se añade ácido; Los ácidos orgánicos producidos en el cultivo conducen naturalmente a la disminución del pH. En estas condiciones ácidas, el crecimiento celular se detiene, pero el ácido 2-cetoglucónico se sintetiza y se acumula en el caldo. </li><li> Ensayar las muestras como en el paso 2.6. Utilizando el hidrolizado de bambú como fuente de carbono. NOTA: La glucosa en el medio se convierte en ácido 2-cetoglucónico y la xilosa se convierte en ácido xilónico. De este modo, se obtiene una mezcla de ácido 2-cetoglucónico y ácido xilónico. </li></ol>

<ol><li>Zeng, A. P., Biebl, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bulk+chemicals+from+biotechnology%3A+the+case+of+1%2C+3-propanediol+production+and+the+new+trends%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Biochem+Eng+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Bulk chemicals from biotechnology: the case of 1, 3-propanediol production and the new trends.</a> Adv Biochem Eng Biotechnol. 74, 239-259 (2002).</li>
<li>Wei, D., Wang, M., Jiang, B., Shi, J., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+dihydroxyacetone+kinases+I+and+II+in+the+dha+regulon+of+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Role of dihydroxyacetone kinases I and II in the dha regulon of Klebsiella pneumoniae.</a> J Biotechnol. 177, 13-19 (2014).</li>
<li>Celińska, E., Grajek, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biotechnological+production+of+2%2C3-butanediol-current+state+and+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+Adv%22%5BJournal%5D)">Biotechnological production of 2,3-butanediol-current state and prospects.</a> Biotechnol Adv. 27 (6), 715-725 (2009).</li>
<li>Chen, C., Wei, D., Shi, J., Wang, M., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+2%2C+3-butanediol+stereoisomer+formation+in+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Mechanism of 2, 3-butanediol stereoisomer formation in Klebsiella pneumoniae.</a> Appl Microbiol Biotechnol. 98 (10), 4603-4613 (2014).</li>
<li>Wei, D., Wang, M., Shi, J., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Red+recombinase+assisted+gene+replacement+in+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Ind+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Red recombinase assisted gene replacement in Klebsiella pneumoniae.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 39 (8), 1219-1226 (2012).</li>
<li>Wei, D., Sun, J., Shi, J., Liu, P., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+strategy+to+improve+efficiency+for+gene+replacement+in+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Ind+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">New strategy to improve efficiency for gene replacement in Klebsiella pneumoniae.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 40 (5), 523-527 (2013).</li>
<li>Chen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibition+of+RecBCD+in+Klebsiella+pneumoniae+by+Gam+and+its+effect+on+the+efficiency+of+gene+replacement%5BTitle%5D)+AND+%22J+Basic+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Inhibition of RecBCD in Klebsiella pneumoniae by Gam and its effect on the efficiency of gene replacement.</a> J Basic Microbiol. 56 (2), 120-126 (2016).</li>
<li>Wang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((R-acetoin+accumulation+and+dissimilation+in+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Ind+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">R-acetoin accumulation and dissimilation in Klebsiella pneumoniae.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 42 (8), 1105-1115 (2015).</li>
<li>Wei, D., Xu, J., Sun, J., Shi, J., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2-Ketogluconic+acid+production+by+Klebsiella+pneumoniae+CGMCC+1.6366%5BTitle%5D)+AND+%22J+Ind+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">2-Ketogluconic acid production by Klebsiella pneumoniae CGMCC 1.6366.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 40 (6), 561-570 (2013).</li>
<li>Sun, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-stage+fermentation+for+2-ketogluconic+acid+production+by+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Two-stage fermentation for 2-ketogluconic acid production by Klebsiella pneumoniae.</a> J Microbiol Biotechnol. 24 (6), 781-787 (2014).</li>
<li>Wang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gluconic+acid+production+by+gad+mutant+of+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22World+J+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Gluconic acid production by gad mutant of Klebsiella pneumoniae.</a> World J Microbiol Biotechnol. 32 (8), 1-11 (2016).</li>
<li>Wang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+xylonic+acid+by+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Production of xylonic acid by Klebsiella pneumoniae.</a> Appl Microbiol Biotechnol. 100 (23), 10055-10063 (2016).</li>
<li>Kumar, P., Barrett, D. M., Delwiche, M. J., Stroeve, P. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie801542g">Methods for pretreatment of lignocellulosic biomass for efficient hydrolysis and biofuel production.</a> Ind Eng Chem Res. 48 (8), 3713-3729 (2009).</li>
<li>Brisse, S., Grimont, F., Grimont, P. A. The genus Klebsiella. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F0-387-30746-X_8">The Prokaryotes</a>. , Springer. 159-196 (2006).</li>
<li>Hao, J., Lin, R., Zheng, Z., Liu, H., Liu, D. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s11274-008-9665-y">Isolation and characterization of microorganisms able to produce 1, 3-propanediol under aerobic conditions.</a> World J Microbiol Biotechnol. 24 (9), 1731-1740 (2008).</li>
<li>Hong, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0961953415000963">Optimization of alkaline pretreatment on corn stover for enhanced production of 1.3-propanediol and 2, 3-butanediol by Klebsiella pneumoniae AJ4.</a> Biomass Bioenerg. 77, 177-185 (2015).</li>
<li>Pienkos, P. T., Zhang, M. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s10570-009-9309-x">Role of pretreatment and conditioning processes on toxicity of lignocellulosic biomass hydrolysates.</a> Cellulose. 16 (4), 743-762 (2009).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

K. pneumoniae pertenece al género Klebsiella en la familia Enterobacteriaceae . K. pneumoniae se distribuye ampliamente en entornos naturales como el suelo, la vegetación y el agua 14 . La cepa de K. pneumoniae de tipo salvaje utilizada en esta investigación se aisló del suelo y se utiliza para la producción de 1,3-propanodiol 15 . K. pneumoniae y mutantes de esta especie producen muchos productos químicos bajo diferent...

Klebsiella pneumoniae es una bacteria que crece bien bajo condiciones aerobias y anaerobias. K. pneumoniae es un importante microorganismo industrial utilizado para producir muchos productos químicos. 1,3-propanodiol es un producto químico valioso que se utiliza principalmente como un monómero para sintetizar tereftalato de politrimetileno. El poli (tereftalato de etileno) es un poliéster biodegradable que presenta mejores propiedades que las del 1,2-propanodiol, butanodiol o etilenglicol 1 . 1,3-propanodiol se produce por K. pneumoniae utilizando glicerol como un sustrato en condiciones de oxígeno limitado 2 . 2,3-butanodiol y sus derivados tienen aplicaciones en el campo de los plásticos, la producción de disolventes y el caucho sintético y tienen potencial para ser utilizados como biocombustibles 3 . Con la glucosa como sustrato, el 2,3-butanodiol es el metabolito principal de la cepa 4 de tipo salvaje. 2,3-butanodiol es sintetizadorEd de piruvato. En primer lugar, dos moléculas de piruvato se condensan para dar α-acetolactato; Esta reacción es catalizada por α-acetolactato sintasa. El acetonato de α-acetato se convierte entonces en acetoin por α-acetolactato decarboxilasa. La R -acetina puede reducirse adicionalmente a 2,3-butanodiol cuando se cataliza con butanodiol-deshidrogenasa. Se ha explorado un método eficiente de reemplazo genético adecuado para K. pneumoniae , y se han construido muchos mutantes 5 , 6 , 7 . Un mutante budC , que perdió su actividad de 2,3-butanodiol deshidrogenasa, acumula altos niveles de acetoin en caldo de cultivo. La acetoína se utiliza como aditivo para mejorar el sabor de los alimentos 8 . Cuando budA , que codifica α-acetolactato descarboxilasa, está mutado, el ácido 2-cetoglucónico se acumula en el caldo. El ácido 2-cetoglucónico se utiliza para la síntesis de ácido eritórbico (ácido isoascórbico), Un antioxidante utilizado en la industria alimentaria 9 . El ácido 2-cetoglucónico es un intermedio de la vía de oxidación de la glucosa; En esta vía, situada en el espacio periplásmico, la glucosa se oxida a ácido glucónico y luego se oxida a ácido 2-cetoglucónico. El ácido glucónico y el ácido 2-cetoglucónico producido en el periplasma pueden ser transportados al citoplasma para un metabolismo adicional. La acumulación de ácido 2-cetoglucónico depende de condiciones ácidas, y una mayor suplementación de aire favorece la producción de ácido 2-cetoglucónico 10 . Gluconato deshidrogenasa, codificada por gad , Cataliza la conversión del ácido glucónico en ácido 2-cetolucucónico. El mutante gad de K. pneumoniae produjo altos niveles de ácido glucónico en lugar de ácido 2-cetoglucónico, y este proceso también depende de condiciones ácidas. El ácido glucónico es un ácido orgánico a granel y se utiliza como aditivo para aumentar las propiedades del cemento 11. La oxidación de la glucosa al ácido glucónico es catalizada por la glucosa deshidrogenasa. La xilosa es también un sustrato adecuado de glucosa deshidrogenasa. Cuando se utiliza xilosa como sustrato, K. pneumoniae produce ácido xilónico 12 . La producción química utilizando la biomasa como materia prima es un tema candente en la biotecnología 13 . Los componentes principales de la biomasa son la celulosa, la hemicelulosa y la lignina. Sin embargo, estos compuestos macromoleculares no pueden ser catabolizados directamente por la mayoría de los microorganismos (incluyendo K. pneumoniae ). La celulosa y hemicelulosas en la biomasa deben ser hidrolizadas a glucosa y xilosa y luego pueden ser utilizadas por microorganismos. La presencia de lignina en lignocelulosas crea una barrera protectora que previene la hidrolización de la biomasa por enzimas. Por lo tanto, un proceso de pretratamiento que elimina la lignina y las hemicelulosas y reduce la cristalinidad de la celulosa se realiza siempre durante la utilización de la biomasa por micrófonoRoorganismos. Se han desarrollado muchos métodos de pretratamiento: son comunes los pretratamientos con ácido, alcalino, amoníaco y vapor. El bambú es abundante en las regiones tropicales y subtropicales y es un importante recurso de biomasa. Aquí, se presenta la preparación de hidrolizado de bambú y la producción química utilizando hidrolizado de bambú

<table><tbody><tr><td>autoclave</td><td>SANYO</td><td>3780</td><td></td></tr><tr><td>biorreactor</td><td>Sartorius stedim biotech</td><td>Bostat Aplus</td><td></td></tr><tr><td>agitador</td><td>IKA</td><td>RW 20</td><td></td></tr><tr><td>agitador de baño de agua</td><td>Zhicheng</td><td>ZWY-110X50</td><td></td></tr><tr><td>sistema de cromatógrafo líquido de alto rendimiento</td><td>Shimadzu Corp</td><td>20AVP</td><td></td></tr><tr><td>centrífuga</td><td>Hitachi</td><td>Polvo de bambú CR22G III</td><td></td></tr><tr><td>comprado</td><td>en la provincia de Zhejiang, número de malla de China</td><td></td><td>, 50</td></tr><tr><td>celulasa</td><td>Youtell Biochemical, Shandong, China</td><td></td><td>200 PFU/mL</td></tr></tbody></table>

producción de productos químicos por<em&gt; klebsiella pneumoniae</em&gt; usando hidrolizado de bambú como materia prima

Production of Chemicals by Klebsiella pneumoniae Using Bamboo Hydrolysate as Feedstock

El bambú es una biomasa importante, y el hidrolizado de bambú es utilizado por Klebsiella pneumoniae como materia prima para la producción química. En este caso, el polvo de bambú se pretrató con NaOH y se lavó hasta un pH neutro. Se añadió celulasa al polvo de bambú pretratado para generar el hidrolizado, que contenía 30 g / l de glucosa y 15 g / l de xilosa y se usó como fuente de carbono para preparar un medio para la producción química. Cuando se cultivaron en condiciones microaeróbicas, se produjo 12,7 g / l de 2,3-butanodiol por K. pneumoniae de tipo salvaje. En condiciones aerobias, 13,0 g / L de acetona R fue producida por el mutante budC de K. pneumoniae . Una mezcla de 25,5 g / L de ácido 2-cetoglucónico y 13,6 g / l de ácido xilónico fue producida por el mutante budA de K. pneumoniae en una fermentación controlada por pH de dos etapas con alta suplementación de aire. En la primera etapa de fermentación, el cultivo se mantuvo a un pH neutro; Después del crecimiento celular, la fermentaciónN pasó a la segunda etapa, durante la cual se dejó que el cultivo se volviera ácido.

En este protocolo, el bambú fue pretratado usando álcali. Los parámetros óptimos de incubación -una temperatura de 121 ° C y NaOH 0,25 M- se determinaron en las Figuras 1 y 2 . El bambú pretratado se hidrolizó enzimáticamente y se midieron las concentraciones de glucosa y xilosa obtenidas en el hidrolizado. Las temperaturas más altas favorecían la producción de azúcar, por lo que se seleccionó 121 ° C como temperatura óptima. La glucosa y la xilosa produ...

El polvo de bambú se pretrató con NaOH y se hidrolizó enzimáticamente. El hidrolizado de bambú se utilizó como materia prima para la producción de ácido 2,3-butanodiol, R -acetona, ácido 2-cetoglucónico y ácido xilónico por Klebsiella pneumoniae .

Producción de productos químicos por<em&gt; Klebsiella pneumoniae</em&gt; Usando hidrolizado de bambú como materia prima

Bamboo is an important biomass, and bamboo hydrolysate is used by Klebsiella pneumoniae as a feedstock for chemical production. Here, bamboo powder was ...

El objetivo general de este experimento es observar la producción de los productos químicos 2,3-butanodiol, acetoina, ácido 2-cetogluconico y ácido xilónico por Klebsiella pneumoniae utilizando el hidrolizado de bambú como materia prima. Para comenzar, utilizando una serie de soluciones de hidróxido de sodio en matraces de 250 mililitros, agregue cinco gramos de polvo de bambú a 40 mililitros de hidróxido de sodio para obtener una solución al 10%. Incube las soluciones en un baño de agua a 60 grados Celsius, o a 100 grados Celsius durante 60 minutos, o incube las soluciones en un autoclave a 121 grados Celsius durante 60 minutos.Tras la incubación, centrifugar las mezclas durante cinco minutos, eliminar el sobrenadante, añadir 100 mililitros de agua fresca y mezclar. Repetir el lavado cinco a seis veces hasta que el pH del sobrenadante alcance 6,8; luego, para llevar a cabo la hidrólisis enzimática, utilizar ácido sulfúrico al 98 % para ajustar 50 mililitros de cada solución a pH 5,0. A continuación, añadir 0,5 mililitros de 200 unidades de actividad sobre papel filtro, o FPU, por mililitro de celulasa.La proporción final de celulasa respecto al bambú debe ser de 20 UFP por un gram

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Research

Investigación

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingeniería

Fuente: Augimeri, R. V. et. al., Utilización del compuesto liberador de etileno, ácido 2-cloroetilfosfónico, como herramienta para estudiar la respuesta del etileno en bacterias. J. Vis. Exp. (2016)Este video demuestra el efecto del etileno generado por el ácido 2-cloroetilfosfónico (CEPA) en el crecimiento bacteriano y la producción de celulosa. El etileno activa las vías de señalización que estimulan la síntesis de celulosa, lo que resulta en una mayor formación de películas. Estos resultados...

Investigación de la respuesta bacteriana al etileno utilizando un compuesto liberador de etileno

Comience con una cepa de bacterias Pseudomonas aeruginosa , aislada de suelo contaminado con aceite, en un medio que contenga una fuente de nitrógeno y un exceso de aceite comestible como fuente de carbono.Esta cepa sintetiza polihidroxialcanoato (PHA), un polímero de cadena larga útil en la producción de bioplásticos.Incubar bajo agitación para facilitar la aireación y promover el crecimiento bacteriano.Inicialmente, el medio suministra fuentes de carbono y nitrógeno para apoyar la...

Biosíntesis de polihidroxialcanoatos por Pseudomonas aeruginosa en un medio rico en carbono

Fuente: Wei, D., et al., Producción de productos químicos por Klebsiella pneumoniae utilizando hidrolizado de bambú como materia prima. J. Vis. Exp. (2017)Este vídeo demuestra la conversión microbiana de azúcares derivados del bambú en 2,3-butanediol mediante el cultivo de Klebsiella pneumoniae en un medio basado en hidrolizado bajo condiciones microaeróbicas y ligeramente ácidas.

Fermentación microaeróbica del hidrolizado de bambú por Klebsiella pneumoniae

Los desechos industriales se pueden recolectar y modificar para analizar el crecimiento microbiano. Las técnicas de extracción de lignocelulosa proporcionan componentes para analizar la capacidad específica de biodegradación. La cromatografía de gases-espectrometría de masas identifica los productos de fermentación de los microorganismos cultivados en los residuos de la fabricación de pulpa. Estos métodos determinan la capacidad metabólica de los microorganismos para degradar los residuos de...

Métodos para facilitar el crecimiento microbiano en los flujos de residuos de las fábricas de celulosa y caracterización del potencial de biodegradación de los microbios cultivados

Se presenta el protocolo para biocatalizadores de células completas co-inmovilización para la regeneración de cofactor y la mejora de la reutilización, usando la producción de L-xilulosa como un ejemplo. La regeneración del cofactor se consigue mediante el acoplamiento de dos cepas de Escherichia coli que expresa las enzimas funcionalmente complementarios; la inmovilización biocatalizador de célula completa se consigue mediante encapsulación de células en perlas de alginato de calcio.

La inmovilización de Multi-biocatalizadores en perlas de alginato de cofactor de Regeneración y Reutilización mejorada

Técnicas de evolución y de aislamiento de adaptación se describen y se demostraron para producir derivados de la cepa Scheffersomyces stipitis NRRL Y-7124 que son capaces de consumir rápidamente azúcares hexosa y pentosa mixtos en enzima sacarificadas hidrolizados undetoxified y acumular más de 40 g / L de etanol.

Las técnicas para la Evolución de la robusta levaduras que fermentan la pentosa para la bioconversión de lignocelulosa en etanol

Los protocolos descritos en este documento facilitan la investigación conveniente de las respuestas bacterianas al etileno mediante la utilización de ácido 2-cloroetilfosfónico (CEPA).  El etileno se produce in situ a través de la descomposición de CEPA en un medio acuoso de crecimiento bacteriano, eludiendo el requisito de gas etileno puro.

Utilizando el compuesto que libera etileno, ácido 2-cloroetilfosfónico, como una herramienta para estudiar la respuesta de etileno en bacterias

Presentamos un protocolo para la síntesis de azúcares C5 (xilosa y arabinosa) de una biomasa lignocelulósica renovable de no comestibles (por ejemplo, yute) con la presencia de líquidos iónicos ácidos de Brønsted (fianzas) como el catalizador en agua. El catalizador de fianzas exhibió mejor catalizador rendimiento de catalizadores ácidos mineral convencionales (H2SO4 y ácido clorhídrico).

Un nuevo método para el análisis de este presente en la biomasa de yute y su transformación en monómeros de azúcar con ácido líquido iónico

La contaminación del aire afecta la calidad de vida de todos los organismos. Aquí, describimos el uso de la biotecnología de microalgas para el tratamiento de biogás (eliminación simultánea de dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno) y la producción de biometano a través de estanques semiindustriales abiertos de algas de alta tasa y el posterior análisis de la eficiencia del tratamiento, el pH, el oxígeno disuelto y el crecimiento de microalgas.

Purificación de biogás mediante el uso de un sistema de microalgas-bacterias en estanques semiindustriales de algas de alta tasa

Este protocolo presenta un método escalable para convertir los residuos de alimentos en bioplásticos biodegradables de polihidroxialcanoato (PHA). Utiliza la digestión anaeróbica detenida para el pretratamiento de residuos de alimentos, la fermentación microbiana halófila para la biosíntesis de PHA y un proceso posterior libre de químicos para la recuperación de PHA.

Enfoque escalable paso a paso de la producción sostenible de bioplásticos a partir de residuos alimentarios

Aprende a producir 2,3-butanodiol, acetoina, ácido 2-cetoglucónico y ácido xilónico con Klebsiella pneumoniae utilizando hidrolizado de bambú como materia prima renovable. Este método optimiza la fermentación microbiana.

Producción de productos químicos por

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