Fermentazione microaerobica dell'idrolizzato di bambù da Klebsiella pneumoniae

Inizia con un mezzo ricco di nutrienti preparato con idrolizzato di bambù e integrato con sali essenziali per sostenere l'attività microbica.

Questo idrolizzato contiene glucosio e xilosio, le fonti di carbonio necessarie per la fermentazione.

Inoculare il mezzo con una coltura selvatica di Klebsiella pneumoniae coltivata in condizioni aerobiche standard.

Trasferire la coltura in un bioreattore in un ambiente sterile e impostare un pH leggermente acido, insieme a condizioni limitate di ossigeno o microaerobiche.

Bassi livelli di ossigeno indirizzano il metabolismo batterico verso la fermentazione.

Le cellule utilizzano innanzitutto il glucosio, che viene scomposto in piruvato e convertito in 2,3-butanediolo, una sostanza chimica utile per applicazioni industriali.

Man mano che il glucosio si impaurisce, le cellule utilizzano lo xilosio, uno zucchero a cinque carboni, e lo convertono in piruvato.

Questo permette una produzione più lenta di 2,3-butanediolo dallo xilosio attraverso lo stesso percorso di fermentazione.

Questo processo evidenzia la conversione microbica di zuccheri derivati dal bambù in un utile prodotto di fermentazione in condizioni di ossigeno limitato.

Dopo aver preparato il mezzo di fermentazione secondo il protocollo testo, preparare una coltura dei semi aggiungendo K. cellule di pneumoniae su una placca e coltura durante la notte. Poi trasferire la coltura in una fiaschetta da 250 millilitri contenente 50 millilitri di mezzo LB.

Incubare la coltura a 37 gradi Celsius e 200 giri/min durante la notte. Il mutante di tipo selvatico, il mutante bud C e il mutante bud A sono utilizzati rispettivamente per la produzione di 2,3-butanediol, R-acetoin e acido 2-chetogluconico. Inoculare 50 millilitri della coltura dei semi nel bioreattore.

Mantieni la coltura a 37 gradi Celsius con pH di 6,0 e 7,0 rispettivamente per R-acetoina e 2,3-butanediolo. Per la produzione di 2-acido chetogluconico, mantenere la coltura a pH 7,0 per le prime quattro ore, poi passare a un pH di 5,0. Per la produzione di 2,3-butanediolo, mantenere la coltura in un ambiente microaerobico con integrazione d'aria a due litri al minuto e a 250 giri/min.

Per la produzione di R-acetoina, mantenere la coltura in un ambiente aerobico con integrazione d'aria a quattro litri al minuto a 450 giri/min. Per la produzione di acido 2-chetogluconico, mantenere condizioni aerobiche elevate con integrazione d'aria e tassi di agitazione rispettivamente a quattro litri al minuto e a 500 giri/min.

Il pH della coltura, il tasso di integrazione in aria e il tasso di agitazione devono essere controllati con precisione.