Rauga Kluyveromyces marxianus biomasas producēšana laktozi saturošos substrātos

Abstract

Bakalaura darba mērķis bija izvērtēt aerācijas, temperatūras, rauga ekstrakta, melases, amonija sulfāta un urīnvielas ietekmi uz biomasas producēšanu un tās sastāvu laktozes saturošās barotnēs. Fermentācijām tika izvēlēts rauga Kluyveromyces marxianus DSM 5422 celms, kas uzrādīja labāku biomasas iznākumu, salīdzinot ar rauga Kluyveromyces lactis DSM 4394, DSM 70800 un DSM 70799 celmiem. Aerācijas diapazonā 0,2 – 2,0 L·L-1·min-1 optimāls biomasas iznākums tika novērots 1,0 L·L-1·min-1 aerācijas režīmā 35oC temperatūrā. Tika pētīta dažādu piedevu (rauga ekstrakta, melases, amonija sulfāta, urīnvielas) ietekme uz biomasas veidošanos. Rauga ekstrakta un melases pievienošana fermentācijas barotnei palielināja biomasas iznākumu. Tādi slāpekļa avoti kā amonija sulfāts un urīnviela, uzrādīja ne tikai pozitīvu ietekmi uz biomasas iznākumu, bet arī uz proteīnu saturu. Šī bakalaura darba izstrādē tika apgūtas nepieciešamās eksperimentālās metodes: mikroskopēšana, biomasas noteikšanas metode ar spektrofotometru un mikroplašu lasītāju - inkubātoru, laktozes HPLC-hromotogrāfa metode, proteīnu noteikšana ar infrasarkanās spektroskopijas metodi, kā arī fermentācijas parametru noteikšana. Pētījumi tika veikti Latvijas Universitātes Mikrobioloģijas un Biotehniloģijas Institūta, Ogļhidrātu biokonversijas laboratorijā.

The aim of this paper was to evaluate the aeration, temperature, yeast extract, molasses, ammonium sulfate and urea effect on biomass growth and its composition in fermentations on lactose containing medium. Yeast Kluyveromyces marxianus DSM5422 strain was used in fermentations, which showed a better biomass yield compared to the yeasts’ Kluyveromyces lactis DSM 4394, DSM 70800 and DSM 70799 strains. In the aeration range from 0.2 to 2.0 L·L-1·min-1, the optimal biomass yield was at 1.0 L·L-1·min-1 at 35oC. The effect of various additives (the yeast extract, molasses, ammounium sulfate, urea) on biomass production was studied. The addition of the yeast extract and molasses to fermentation medium increased biomass yield. Nitrogen sources such as ammonium sulfate and urea not only had a positive effect on the biomass yield, but also on the protein content in biomass. During the research essential experimental methods were mastered: microscopy, biomass determination with spectrophotometer and multimode micro plate reader – incubator, lactose determination with HPLC chromatograph, protein determination with infrared spectrometer and fermentation characteristics calculations. The research was carried out at the University of Latvia, Microbiology and Biotechnology Institute, laboratory of Carbohydrates Bioconversion.