Growth characteristics of lactic acid-producing strains using glucose syrup as a carbon source

封面

如何引用文章

全文:

详细

This work investigates the growth and productivity characteristics of such lactic-acid producing strains, as Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus 19-11 (VKPM B-2368), Lactobacillus acidophilus 5 Ds (VKPM B-2846) and Lactococcus lactis subsp. lactis (VKM B-1662) on standard MRS medium using glucose syrup as a carbon substrate. According to the results of batch cultivation of the selected strains in 5L fermenters for 72 h, the productivity was established to decrease in the Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus 19-11 > Lactobacillus acidophilus 5 Ds > Lactococcus lactis subsp. lactis series. L. delbrueckii subsp. bulgaricus 19-11 showed the maximum lactic-acid productivity of 1.94 g/(l×h) with a glucose conversion degree of 87%. After cultivation, a slight decrease in the content of nitrogen, potassium and sodium in the culture liquid of the studied strains was observed. In all strains, the content of other macronutrients (phosphorus, calcium, sulphur, magnesium, barium and iron) increased in proportion to the addition of glucose syrup during cultivation, which is directly related to their significant content in its composition. The Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus 19-11 and Lactobacillus acidophilus 5 Ds strains produced racemic (DL) lactic acid, whereas Lactococcus lactis subsp. lactis produced lactic acid with a 73% L-isomer content. The use of glucose syrup in biotechnological processes can contribute to the implementation of waste-free production in the respective enterprises.

作者简介

A. Sukhanova

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology

Email: shumilova.ann@mail.ru

N. Ertiletskaya

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology

Email: natalya.ertiletskaya@gmail.com

A. Boyandin

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology

Email: boyandin@biopolymer.pro

S. Syrtsov

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology

Email: kaideil@list.ru

A. Sereda

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology

Email: nensi.sereda@mail.ru

Yu. Prokopchuk

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology

Email: batori_bloody@mail.ru

V. Brott

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology

Email: valerie_brt@mail.ru

参考

  1. Solval K.M., Chouljenko A., Chotiko A., Sathivel S. Growth kinetics and lactic acid production of Lactobacillus plantarum NRRL B-4496, L. acidophilus NRRL B-4495, and L. reuteri B-14171 in media containing egg white hydrolysates // LWT. 2019. Vol. 105. P. 393–399. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.01.058.
  2. Shipovskaya E.A., Eveleva V.V., Cherpalova T.M. Biosynthetic activity study of Lactobacillus acidophilus lactic acid bacteria in the lactose fermentation of whey // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. T. 9. N 4. С. 635–642. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-4-635-642.
  3. Илушка И.В., Доценко С.П. Влияние основных факторов процесса культивирования на кислотообразующую способность продуцента молочной кислоты Lactococcus lactis СН5 // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012. N 82. С. 48–57.
  4. Самуйленко А.Я., Гринь С.А., Еремец В.И., Шинкарев С.М., Неминущая Л.А., Скотникова Т.А.. Тенденции развития производства молочной кислоты // Вестник технологического университета. 2017. Т. 20. N 1. С. 162–166.
  5. Шинкарев С.М., Самуйленко А.Я., Неминущая Л.А., Скотникова Т.А., Павленко И.В., Рубцова Г.Н.. Совершенствование микробиологического синтеза молочной кислоты // Вестник технологического университета. 2017. Т. 20. N 18. С. 165–170.
  6. Евелева В.В., Коршунова Н.А., Баракова Н.В. Перспективные сырьевые источники для производства молочной кислоты // Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке: IX Международная научно-техническая конференция (г. Санкт-Петербург, 13–15 ноября 2019 г.). СПб.: Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2019. Т. 2. С. 74–78.
  7. Wang J., Wang Q., Xu Z., Zhang W., Xiang, J. Effect of fermentation conditions on L-lactic acid production from soybean straw hydrolysate // Journal of Microbiology and Biotechnology. 2015. Vol. 25, no. 1. P. 26–32. https://doi.org/10.4014/jmb.1405.05025.
  8. Бондарева О.В., Толкачева А.А., Некрасова Н.А., Шуваева Г.П., Черенков Д.А., Корнеева О.С. Подбор оптимальных условий биосинтеза молочной кислоты // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2022. Т. 84. N 1. С. 112–117. https://doi.org/10.20914/2310-12022022-1-112-117.
  9. Саламатзадех А.А., Ганбаров Х.Г., Кафшдар джалал А.М. Влияние условий культивирования на продуцирование молочной кислоты у бактерий рода Lactobacillus // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки. 2011. N 2. С. 73–77.
  10. Мингазова Л.А., Канарский А.В., Крякунова Е.В., Канарская З.А. Синтез молочной кислоты грибом Rhizopus oryzae F-1030 на питательных средах из сульфитных щелоков // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2020. N 2. С. 146–158. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-2-146-158.
  11. Kawai Y., Saito T., Konno T., Itoh T. Compositional characteristics of lactic acids produced by Lactobacillus acidophilus group lactic acid bacteria // Animal Science and Technology. 1996. Vol. 67, no. 7. P. 621–629.
  12. Shibata K., Flores D.M., Kobayashi G., Sonomoto K. Direct l-lactic acid fermentation with sago starch by a novel amylolytic lactic acid bacterium, Enterococcus faecium // Enzyme and Microbial Technology. 2007. Vol. 41, no. 1-2. P. 149–155. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2006.12.020.
  13. Колеснов А.Ю., Володина Е.М., Альперович Е.Д. Ферментативный анализ изомеров молочной кислоты в молочных продуктах и сырье // Пищевая промышленность. 1997. N 3.
  14. De Man J.C., Rogosa M., Sharpe M.E. A medium for the cultivation of lactobacilli // Journal of Applied Bacteriology. 1960. Vol. 23, no. 1. P. 130–135. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.1960.tb00188.x.
  15. Борщевская Л.Н., Гордеева Т.Л., Калинина А.Н., Синеокий С.П. Спектрофотометрическое определение молочной кислоты // Журнал аналитической химии. 2016. Т. 71. N 8. С. 787–790. https://doi.org/10.7868/S004445021608003X.
  16. Ding X., Lin Sh., Weng H., Liang J. Separation and determination of the enantiomers of lactic acid and 2-hydroxyglutaric acid by chiral derivatization combined with gas chromatography and mass spectrometry // Journal of Separation Science. 2018. Vol. 41, no. 12. P. 2576–2584. https://doi.org/10.1002/jssc.201701555.
  17. Бочкова А.П., Евелева В.В. Технология молочной кислоты с использованием селекционированного штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus delbrueckii ВКПМ в-8744 // Успехи современного естествознания. 2005. N 9. С. 68–68.
  18. Шавыркина Н.А., Скиба Е.А. Получение молочной кислоты из шелухи овса // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2021. Т. 11. N 1. С. 99–106. https://doi.org/10.21285/2227-2925-202111-1-99-106.
  19. Carr F.J., Chill D., Maida N. The lactic acid bacteria: a literature survey // Critical Reviews in Microbiology. 2002. Vol. 28, no. 4. P. 281–370. https://doi.org/10.1080/1040-840291046759.
  20. Abedi E., Hashemi S.M.B. Lactic acid production–producing microorganisms and substrates sources-state of art // Heliyon. 2020. Vol. 6, no. 10. P. e04974. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e04974.
  21. Annunziata M., Nastri L., Cecoro G., Guida L. The use of Poly-d, l-lactic acid (PDLLA) devices for bone augmentation techniques: a systematic review // Molecules. 2017. Vol. 22, no. 12. P. 2214. https://doi.org/10.3390/molecules22122214.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载


Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».