用XGBoost优化的提取性共发酵及其宏分子特征的方法,可持续地将农业残留物价值化为聚基酸和氨酸

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 生物化学工程 生物化学工程
• 可持续化学 可持续化学

背景情况:

• 全球粮食生产产生大量的农业垃圾,这给环境带来了挑战.
• 通过生物工艺对农业废物进行价值化,为处置提供了一个可持续的替代方案.
• 聚基酸盐 (PHB) 和酶是有价值的生物制品,具有多种应用.

研究的目的:

• 从农业废物中开发一种高效和具有成本效益的方法来生产聚基酸盐 (PHB) 和氨酶酶.
• 使用大米和玉米优化提取性共发酵过程.
• 描述产生的PHB和酶,并验证回收过程.

主要方法:

• 采用Priestia megaterium的米和玉米的提取性共发酵.
• 优化化时间和媒介组成,以提高产量.
• 响应表面方法 (RSM) 和机器学习 (XGBoost) 的应用用于过程建模和预测.
• 使用FTIR,GC-MS,HPLC,NMR和GPC进行PHB的表征.
• 通过凝过色谱来净化酶.

主要成果:

• 在48小时化后,获得PHB (83.10%) 和氨酶 (81.37%) 的高产.
• 使用PEG度,盐度和温度 (30°C) 的优化酶恢复,预测准确率为95% (XGBoost).
• RSM模型显示了酶和PHB生产的高相关性 (R2=0.96).
• PHB的表征证实了它的身份和纯度.
• 在净化后,酶回收率为83.45%.

结论:

• 基于PEG的提取性共发酵是一种高效且负担得起的方法,用于从农业废物中生产PHB和酶.
• 这种方法通过将废物转化为有价值的产品来支持循环生物经济.
• 该研究与可持续发展目标 (SDG) 12 (负责任的消费和生产) 和SDG 13 (气候行动) 保持一致.