Biokonwersja glicerolu w dihydroksyaceton (DHA) przy użyciu Acetobacter xylinum

The objective of this research was to compose a medium for microbiological conversion of glycerol into dihydroxyacetone (DHA). It was found that the selected strain, Acetobacter xylinum, ensures a ca. 80% yield in the process (i.e. it produces over 8% of DHA from 10% glycerol). It also displays a number of practical advantages, the most important of which is the facility of its extraction from postfermentation fluids, a factor of crucial importance in the production of pure preparations applicable in medicine or various branches of industry.Celem pracy był dobór składu jakościowego i ilościowego podłoża do biokonwersji glicerolu w DBA pod kątem maksymalnej wydajności procesu przy użyciu szczepu bakterii Acetobacter xylinum. Badania objęły wybór źródła węgla, azotu organicznego i nieorganicznego i ich stężeń oraz określenie stężenia glicerolu i poziomu kwasowości czynnej podłoża zapewniających maksymalną wydatność procesu. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że dobrym i sprzyjającym źródłem węgla w biokonwersji glicerolu do dihydroksyacetonu (DHA) była sacharoza, co można zaobserwować w danych tabeli oraz na rys. 1. Zaobserwować tutaj można wyraźny wpływ źródła węgla w inoculum na aktywność oksydacyjną bakterii Acetobacter xylinum w stosunku do glicerolu. Na rys. 2 przedstawiono wyniki wpływu stężenia sacharozy w inoculum na biokonwersję glicerolu w DHA, a uzyskane dane wskazują, że optymalne stężenie sacharozy, przy którym wydajność procesu biokonwersji osiąga najwyższą wartość jest 10%. Do bardzo ważnych czynników można zaliczyć wpływ wybranych źródeł azotu nieorganicznego i organicznego oraz ich stężenie w inoculum na biokonwersję glicerolu w DHA. Z danych uzyskanych w toku badań wynika jak to przedstawiono na rys. 6, że najlepszym źródłem azotu nieorganicznego wpływającym korzystnie na aktywność oksydacyjną Acetobacter xylinum w stosunku do glicerolu był siarczan amonu w stężeniu 4,75%, natomiast w przypadku azotu organicznego okazał się ekstrakt drożdży w stężeniu 1 %, co można zaobserwować na rys. 3. Do ważnych czynników można zaliczyć wpływ stężenia glicerolu w podłożu fermentacyjnym na jego biokonwersję w DHA przy udziale Acetobacter xylinum. Uzyskane dane z tej serii badań,jak to przedstawiono na rys. 4 wynika, że maksymalną wydajność procesu osiąga się przy 10% stężeniu glicerolu w podłożu fermentacyjnym. Ponadto na przebieg i wydajność biokonwersji glicerolu w DHA ma również wpływ pH środowiska. Z przeprowadzonych badań wynika, że proces biokonwersji glicerolu w DHA osiąga najwyższą wartość ok. 80% przy pH bliskim 6,0, co przedstawiono na rys. 5. Podsumowując uzyskane dane można stwierdzić, że najwyższe stężenie DHA, tj. 26 mg/cm³ uzyskano z 80% wydajnością w czasie 72 h z podłoża fermentacyjnego o następującym składzie: 10% glicerolu, 1 % ekstraktu drożdżowego, 0,3% CaCO₃ i przy wartości pH bliskim 6,0. Bakterie użyte do szczepienia prób fermentacyjnych hodowano w celu osiągnięcia przez nie możliwie najwyższej aktywności oksydacyjnej w stosunku do glicerolu na podłożu zawierającym 10% sacharozy, 1 % ekstraktu drożdży, 4,75% siarczanu amonu, pH = 6,0 w czasie 24 h