Микроаэробная ферментация бамбукового гидролисата Klebsiella pneumoniae

Начните с питательной среды, приготовленной из гидролисата бамбука и дополненной необходимыми солями для поддержки микробной активности.

Этот гидролизат содержит глюкозу и ксилозу — источники углерода, необходимые для ферментации.

Инокулируйте среду дикой культурой Klebsiella pneumoniae , выращенной в стандартных аэробных условиях.

Переместить культуру в биореактор в стерильную среду и установить слабо кислый pH, а также ограниченные кислородные или микроаэробные условия.

Низкий уровень кислорода направляет метаболизм бактерий к ферментации.

Клетки сначала используют глюкозу, которая расщепляется на пируваты и превращается в 2,3-бутандиол — полезное химическое вещество для промышленных применений.

Когда глюкоза истощается, клетки используют ксилозу — пятиуглеродный сахар — и превращают её в пируват.

Это позволяет более медленно вырабатывать 2,3-бутандиол из ксилозы по тому же пути ферментации.

Этот процесс подчёркивает микробное превращение бамбуковых сахаров в полезный продукт брожения при ограниченном содержании кислорода.

После приготовления среды ферментации согласно текстовому протоколу подготовьте семянную культуру, добавив K. Клетки пневмонии в пластину и культивировать в течение ночи. Затем перенесите культуру в колбу объёмом 250 миллилитров с 50 миллилитрами среды LB.

Инкубировать культуру при 37 градусах Цельсия и 200 об/мин за ночь. Дикий тип, мутант почка C и мутант A используются для производства 2,3-бутандиола, R-ацетоина и 2-кетоглюконовой кислоты соответственно. Инокулировать 50 миллилитров семенной культуры в биореактор.

Поддерживайте культуру при 37 градусах Цельсия с pH 6,0 и 7,0 соответственно для R-ацетоина и 2,3-бутандиола. Для производства 2-кетоглюконовой кислоты поддерживайте pH 7,0 в течение первых четырёх часов, затем переходите на pH 5,0. Для производства 2,3 бутандиола поддерживайте культуру в микроаэробной среде с добавлением воздуха при 2 литрах в минуту и 250 об/мин.

Для выработки R-ацетоина поддерживайте культуру в аэробной среде с добавлением воздуха в течение четырёх литров в минуту при 450 об/мин. Для производства 2-кетоглюконовой кислоты поддерживайте высокие аэробные условия с частотой добавления воздуха и перемешивания на уровне 4 литра в минуту и 500 об/мин соответственно.

pH в культуре, скорость добавок воздуха и скорость возбуждения должны быть точно контролируемы.