統合共栽培およびその後のエステル化:効率的なエステル生産のためにSaccharomyces cerevisiaeとClostridium tyrobutyricumを活用する

科学分野:

• バイオテクノロジーとバイオエンジニアリング
• 産業微生物学
• 緑の化学

背景:

• エチルブチラートなどの天然調味料の需要が増えることで 持続可能な生産への研究が進められています
• 伝統的な化学合成は環境への懸念を提起し,バイオベースの代替品を必要とします.
• 酵素によるエステル化により,生物由来の前駆体からエチルブチラートを生成する有望な経路が提供されます.

研究 の 目的:

• Clostridium tyrobutyricumとSaccharomyces cerevisiaeを用いたバター酸とエタノールの生産のための持続可能な共同栽培戦略を開発する.
• 発酵条件を最適化して 前駆物質の収穫を最大化するためです
• エチルブチラートに生物由来の前駆物質の効率的な酵素エステル化を実現する.

主な方法:

• コントロールされた無酸素状態でClostridium tyrobutyricumとSaccharomyces cerevisiaeの共同栽培 (37°C,pH 6,150rpm)
• Saccharomyces cerevisiaeの酸耐性が限られているため,時間延ばしによる接種戦略を実施した.
• エチルブチラートを生成する2相システムにおけるリパース触媒による酵素エステル化.

主要な成果:

• バッチ共栽培により,最終濃度は13.98 ± 3.06 g/Lのバター酸と21.43 ± 1.66 g/Lのエタノールとなった.
• フードバッチ栽培でバター酸を45.62 ± 3.82 g/L,エタノールを18.61 ± 4.11 g/Lに強化した.
• 酵素によるエステル化により,エチルブチラートの最大濃度は23.93 ± 0.68 g/Lで,収量は25%に達した.

結論:

• C.タイロブタリックウムとS.セレヴィシアの共同栽培が成功すれば,バター酸とエタノールの持続可能な供給源となる.
• 酵素によるエステル化により,生物由来の前駆物がエチルブチラートに効果的に変換されます.
• この研究は,バイオベースのエチルブチラートの生産のための実行可能で持続可能なアプローチを示しています.