Δευτερογενής ορός γάλακτος και στερεό παραπροϊόν ζυθοποιίας ως υποστρώματα για την παραγωγή αποθεματικών λιπιδίων της ελαιογόνου ζύμης Rhodosporidium Toruloides

Abstract

Αγροτοβιομηχανικά απόβλητα όπως το στερεό παραπροϊόν ζυθοποιίας και ο δευτερογενής ορός γάλακτος προκύπτουν συνεχώς ως παραπροϊόντα από μικρές και μεγάλες βιομηχανίες και διατίθενται με μικρό η μηδενικό κόστος. Σκοπός της συγκεκριμένης μελέτης ήταν η αξιοποίηση των συγκεκριμένων αποβλήτων για βιοτεχνολογικές διεργασίες καθώς μπορούν να αποτελέσουν ικανά υποστρώματα για μικροβιακές ζυμώσεις. Πιο συγκεκριμένα εξετάστηκε η ικανότητα του Rhodosporidium toruloides ως προς την ανάπτυξη, την παραγωγή βιομάζας και τη συσσώρευση λιπιδίων όταν αυτό αναπτύσσεται σε υποστρώματα με τα συγκεκριμένα παραπροϊόντα ως πηγή άνθρακα. Το R. toruloides έχει δείξει ικανότητα να παράγει ένα ευρύ φάσμα λιπαρών οξέων και μπορεί να συσσωρεύει λιπίδια σε ποσοστό περισσότερο από το 70% του ξηρού κυτταρικού τους βάρους. Tα μονοκυτταρικά έλαια (SCO) προσελκύουν μεγάλη προσοχή τα τελευταία χρόνια λόγω της προοπτικής τους ως λειτουργικά προϊόντα και πρώτες ύλες για την παραγωγή βιοντίζελ. Όταν ο μικροοργανισμός καλλιεργήθηκε σε θρεπτικό SCW η μέγιστη παραγωγή βιομάζας έφτασε τα 4,40 g/L. Μέγιστη συσσώρευση λιπιδίων παρατηρήθηκε στο θρεπτικό με SCW αραιωμένο κατά το ήμισυ, όπου παρατηρήθηκε συσσώρευση λιπιδίων με ποσοστό 15,09% w/w επί της ξηρής βιομάζας. Όταν το R. toruloides καλλιεργήθηκε σε θρεπτικό με ακατέργαστο BSG ως μοναδική πηγή άνθρακα παρατηρήθηκε μέγιστη παραγωγή βιομάζας 8,22 g/L και μέγιστη συσσώρευση λιπιδίων σε ποσοστό 8.93 % w/w επί της ξηρής βιομάζας. Όταν ο μικροοργανισμός καλλιεργήθηκε στο ίδιο υπόστρωμα εμπλουτισμένο με yeast extract 0,68 g/L και peptone 0,34 g/L, τα αποτελέσματα έδειξαν αυξημένη κατανάλωση σακχάρων και συσσώρευση λιπιδίων. Παρατηρήθηκε μέγιστη παραγωγή βιομάζα 8,51g/L και μέγιστη συσσώρευση λιπιδίων σε ποσοστό 34,35 % w/w επί της ξηρής βιομάζας. Παρατηρήθηκε, επίσης, η ανάπτυξη άσχημης οσμής στις καλλιέργειες σε υποστρώματα που αποτελούνταν από υποπροϊόν, σε SCW και σε BSG. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης μελέτης έδειξαν πως το συγκεκριμένο στέλεχος του R. toruloides δεν κατάφερε να αναπτυχθεί και να συσσωρεύσει ικανοποιητικό ποσοστό λιπιδίων σε κανένα από τα υποστρώματα που περιείχαν λακτόζη ως πηγή άνθρακα. Στις περιπτώσεις που ο μικροοργανισμός καλλιεργήθηκε σε υποστρώματα με BSG ως πηγή άνθρακα εμπλουτισμένο με yeast extract και peptone τα αποτελέσματα, αν και ήταν καλύτερα σε σύγκριση με το SCW, δεν είχαν την προσδοκώμενη επιτυχία. Και τέλος, από την ύπαρξη της άσχημης οσμής υποθέτουμε ότι το συγκεκριμένο στέλεχος πιθανότατα μπορεί να καταβολίζει αμινοξέα στα υποστρώματα με υποπροϊόν, με τελικό παράγωγο την 3-μεθυλ-ινδόλη, ένωση με δυσάρεστη οσμή.