Μεταβολισμός της βιομηχανικής γλυκερόλης σε ελαιογόνους ζυγομύκητες και συσσώρευση αποθεματικών λιπιδίων υπό μη-ασηπτικές συνθήκες

• Κύριος συγγραφέας: Μουστόγιαννη, Άννα
• Άλλοι συγγραφείς: Αγγελής, Γεώργιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2015
• Θέματα: Έλαια μονοκύτταρων οργανισμών; Μη-ασηπτικές συνθήκες; Ζυγομύκητες; Single cell oils (SCO); Non-aseptic conditions; Zygomycetes; 665

Λόγω της αύξησης των τιμών του αργού πετρελαίου, τα τελευταία χρόνια η παραγωγή βιοντίζελ (biodiesel) έχει αποκτήσει μεγάλο ενδιαφέρον. Η χρήση των φυτικών ελαίων ως πρώτη ύλη στη βιομηχανία παραγωγής βιοντίζελ έχει πολλά μειονεκτήματα. Επομένως, το ενδιαφέρον των ερευνητών έχει στραφεί στη χρήση των SCO (ελαίων μονοκύτταρων οργανισμών), ως μία εναλλακτική πρώτη ύλη. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, η βιομηχανική γλυκερόλη μετατράπηκε σε SCO από διάφορα στελέχη ελαιογόνων Ζυγομυκήτων, οι οποίοι καλλιεργήθηκαν υπό μη-ασηπτικές συνθήκες, χρησιμοποιώντας εκλεκτικά, περιοριστικά ως προς την πηγή αζώτου θρεπτικά μέσα καλλιέργειας, τα οποία ανέστειλαν τη βακτηριακή αύξηση. Όταν οι μύκητες Thamnidium elegans, Mortierella ramanniana, Mortierella isabellina, Zygorhynchus moelleri, Mucor sp. και Cunninghamella echinulatα καλλιεργήθηκαν σε pH6 υπό μη-ασηπτικές συνθήκες, ήταν ικανοί να παράγουν 1,2- 4,1 g/l βιομάζα και να συνθέτουν 17,5- 49,3% wt/wt λιπίδια επί της ξηρής τους βιομάζας. Τα επίπεδα σύνθεσης της βιομάζας ήταν ~50% χαμηλότερα από εκείνα που επιτεύχθηκαν όταν οι Ζυγομύκητες καλλιεργήθηκαν υπό ασηπτικές συνθήκες. Διάφορες αντι-βακτηριακές ουσίες (αιθέρια έλαια, αντιβιοτικά) χρησιμοποιήθηκαν ώστε να επιτευχθεί υψηλότερη συσσώρευση βιομάζας και λιπιδίων από τους Ζυγομύκητες. Σε pH5, ο μύκητας M. ramanniana παρήγαγε 4,4 g/l βιομάζα που περιείχε 22% wt/wt λιπίδια, ενώ ο μύκητας T. elegans παρήγαγε 3,4 g/l βιομάζα που περιείχε 45% wt/wt λιπίδια επί της ξηρής τους βιομάζας. Όταν προστέθηκε στο μέσο καλλιέργειας αιθέριο έλαιο θυμαριού, 4,8 g/l βιομάζα συντέθηκαν από το μύκητα Τ. elegans που περιείχαν 42,6% wt/wt λιπίδια. Επιπλέον, όταν προστέθηκαν στο μέσο καλλιέργειας αντιβιοτικά και αιθέριο έλαιο, ο μύκητας T. elegans ήταν ικανός να παράγει 7,9 g/l βιομάζα που περιείχε 31,5 % wt/wt λιπίδια. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι αν και ο πληθυσμός των βακτηρίων ανέστειλε την αύξηση των μυκήτων, η συσσώρευση των λιπιδίων δεν επηρεάστηκε από την παρουσία των βακτηρίων στο μέσο καλλιέργειας, συγκρινόμενα με αποτελέσματα πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν υπό ασηπτικές συνθήκες (control). Ως εκ τούτου, αναπτύχθηκε μια διεργασία δύο σταδίων στις κωνικές φιάλες και στο βιοαντιδραστήρα, κατά την οποία η αύξηση του μύκητα πραγματοποιήθηκε υπό ασηπτικές συνθήκες (1ο στάδιο) και ακολούθησε η συσσώρευση των λιπιδίων που πραγματοποιήθηκε υπό μη-ασηπτικές συνθήκες (2ο στάδιο). Στο 2ο στάδιο, προστέθηκε στο θρεπτικό μέσο καλλιέργειας αιθέριο έλαιο θυμαριού ως αντι- βακτηριακή ουσία. Από αυτή τη διεργασία, υψηλές ποσότητες λιπιδίων συσσωρεύτηκαν μέσα στο μυκήλιο του μύκητα, με απόδοση που έφτασε περίπου 13% wt/wt μικροβιακού ελαίου ανά καταναλωθείσα γλυκερόλη.