精製されたイサチェンキア・オリエンタリスによるビールの精製から3ヒドロキシプロピオン酸の生産

科学分野:

• バイオテクノロジー
• 生化学工学
• 産業微生物学

背景:

• 3-ヒドロキシプロピオン酸 (3-HP) は,多様な産業用途を持つ重要なプラットフォーム化学物質です.
• 醸造用穀物 (BSG) は,醸造による豊富な低コストのリンゴセルロース副産物であり,持続可能な原料です.
• 3-HPのような有価な化学物質に効率的に変換するには,最適化された前処理と発酵戦略が必要です.

研究 の 目的:

• 単一ポット CaO 前処理と酸耐性酵母菌株を使用して,BSGから3-HPを生産するための概念証明を開発する.
• 酸の種類,窒素の源,NaHCO3の添加,BSGの脱タンパク質化などの様々な要因が3HP生産に与える影響を調査する.
• 外部窒素補充なしでバイオマスから付加価値の化学物質を生産するための堅固な発酵プロセスを確立する.

主な方法:

• BSGの水解には新しい"ポット CaO前処理法が採用された.
• 3-HP発酵には,酸耐性のあるIssatchenkia orientalis IoDY01H菌株が使用されました.
• 最適化実験では,pHの調整,窒素源 (酵母抽出物ペプトン対合成完全媒介),NaHCO3の補給,およびBSGの脱タンパク質化について,異なる酸類 (H2SO4,H3PO4) を評価した.

主要な成果:

• 酵母抽出ペプトン介質は,純粋な砂糖を使用した合成完全介質と比較して,3-HPの位数を13.3%高めました.
• NaHCO3サプリメントは,YPDX媒質で3HPの位数を7. 8g/ Lに増加させた.
• H2SO4は,BSGの水解剤のpH調整で,H3PO4 (6.8g/L) よりも高い3-HP (7.4g/L) を与えました.
• BSGの脱タンパク質化により,キシロースの回収が著しく改善され,窒素補給なしで最高3HPタイターは8.7g/Lとなった.

結論:

• この研究では,単発処理と発酵を組み合わせた方法で,BSGから3-HPの生産を成功裏に実証しました.
• 前処理条件の最適化,特に脱タンパク質化,pHの調整やNaHCO3の添加などの発酵パラメータは,3 HPの収穫量を最大化するために不可欠です.
• 開発されたプロセスは,有価な化学物質に BSG を利用するための持続可能な経路を提供し,窒素のない発酵の可能性を強調しています.