Παραγωγή βιομάζας βασιδιομυκήτων σε βιοαντιδραστήρα διαλείποντος έργου και απομόνωση βιοδραστικών ουσιών

Βαρδάκα, Ειρήνη; Vardaka, Eirini

dc.contributor.author	Βαρδάκα, Ειρήνη	el
dc.contributor.author	Vardaka, Eirini	en
dc.date.accessioned	2017-03-01T08:51:20Z
dc.date.available	2017-03-01T08:51:20Z
dc.date.issued	2017-03-01
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44470
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13562
dc.rights	Default License
dc.subject	Βασιδιομύκητες	el
dc.subject	Βιοαντιδραστήρας	el
dc.subject	Κατσίγαρος	el
dc.subject	Γλυκάνες	el
dc.subject	Απομόνωση γλυκανών βιομάζας	el
dc.subject	Bioreactor	en
dc.subject	Submerged cultivation	en
dc.subject	Glucans	en
dc.subject	OMWW	en
dc.subject	Biomass purification	en
dc.title	Παραγωγή βιομάζας βασιδιομυκήτων σε βιοαντιδραστήρα διαλείποντος έργου και απομόνωση βιοδραστικών ουσιών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοτεχνολογικές διεργασίες	el
heal.classification	Βιοτεχνολογία μικροοργανισμών	el
heal.classification	Χημική τεχνολογία και μηχανική	el
heal.classification	Βιομηχανικά απόβλητα	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/463b6b2e6e5ed573a5a28d8a60a99830c09809ab
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/523dbca59ed539b76aeb249f2bb99717e146c4d5
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/26ef8a85171bd6096109bf5b78a055756bca69b8
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/3765cd2f5cc085639f463aec6b05efa988d2e00b
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-09-30
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά στην ανάπτυξη τριών στελεχών Βασιδιομυκήτων σε βιοαντιδραστήρα διαλείποντος έργου με σκοπό την απομόνωση βιοδραστικών ουσιών και ιδιαίτερα των β-γλυκανών. Τα μελετούμενα στελέχη, Ganoderma lucidum 9720, Pleurotus ostreatus 1123 και Pleurotus citrinopileatus 28684, αναπτύχθηκαν σε καθορισμένο θρεπτικό υπόστρωμα ξυλόζης και υγρού αποβλήτου ελαιουργείου, τον κατσίγαρο. Η καλλιέργεια στον βιοαντιδραστήρα διήρκησε 4-7 ημέρες, ανάλογα με το στέλεχος που βρισκόταν υπό μελέτη, με ελεγχόμενες συνθήκες αερισμού, θερμοκρασίας, pH, υπό συνεχή ανάδευση. Το εμβόλιο του βιοαντιδραστήρα ήταν πλήρως ανεπτυγμένες υγρές προκαλλιέργειες, οι οποίες είχαν διάρκεια καλλιέργειας 10-33 ημέρες, ανάλογα με το μελετούμενο στέλεχος. Η καλλιέργεια του G. lucidum στο υπόστρωμα του κατσίγαρου είχε ως αποτέλεσμα την παραγωγή περισσότερης μυκηλιακής βιομάζας σε σχέση με το θρεπτικό της ξυλόζης. Επίσης, σημείωσε την καλύτερη επίδοση στην αποτοξικοποίηση του αποβλήτου, δηλαδή στη μείωση των φαινολικών ενώσεων, και συντέλεσε στο μεγαλύτερο ποσοστό αποχρωματισμού, σε σχέση με τα υπόλοιπα μελετούμενα στελέχη. Το P. ostreatus είχε τη μεγαλύτερη παραγωγή βιομάζας, τόσο στο υπόστρωμα της ξυλόζης, όσο και στου κατσίγαρου, στον οποίο παρουσίασε αυξημένη μυκηλιακή παραγωγή, σε σχέση με την ξυλόζη. Ακόμα, η μεγαλύτερη ποσότητα εξωκυτταρικών πολυσακχαριτών (EPS) απομονώθηκε στην καλλιέργεια του P. ostreatus στο υπόστρωμα της ξυλόζης. Όσον αφορά το P. citrinopileatus, δεν αναπτύχθηκε το ίδιο καλά με τα υπόλοιπα στελέχη στο θρεπτικό υπόστρωμα του κατσίγαρου ούτε συνέβαλε στην αποτοξικοποίησή του. Στο θρεπτικό της ξυλόζης, ωστόσο, είχε τη δεύτερη καλύτερη επίδοση, με μικρή διαφορά, στην παραγωγή βιομάζας μετά το P. ostreatus. Στη συνέχεια, μετρήθηκε η περιεκτικότητα των ολικών, των α- και β- γλυκανών στη βιομάζα και στα EPS που παράχθηκαν από το βιοαντιδραστήρα με τα δύο διαφορετικά υποστρώματα. Η βιομάζα του G. lucidum είχε τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ολικές γλυκάνες στα υποστρώματα ξυλόζης/κατσίγαρου, ενώ σε γενικές γραμμές, σε όλα τα δείγματα βιομάζας και EPS, η υψηλότερη περιεκτικότητα σε γλυκάνες επιτεύχθηκε στο υπόστρωμα της ξυλόζης. Εξαίρεση αποτέλεσαν η βιομάζα του P. ostreatus και τα EPS του P. citrinopileatus, που σημείωσαν υψηλότερη περιεκτικότητα στο υπόστρωμα του κατσίγαρου. Τέλος, ακολούθησε η απομόνωση των γλυκανών της βιομάζας με τις μεθοδολογίες των Song et al. (2008) και Synytsya et a.l. (2009) και ο προσδιορισμός των περιεχόμενων γλυκανών στα καθαρά κλάσματα. Με τη διαδικασία αυτή μάλιστα, δόθηκε η ευκαιρία για μία άμεση σύγκριση μεταξύ των δύο μεθόδων απομόνωσης γλυκανών, καθώς στη βιομάζα του G. lucidum πραγματοποιήθηκε η μεθοδολογία των Synytsya et al. (2009), στο P. ostreatus ο Song et al. (2008) και στο P. citrinopileatus και οι δύο μεθοδολογίες, αποκλειστικά όμως στο θρεπτικό υπόστρωμα της ξυλόζης. Διαπιστώθηκε ότι το ποσοστό ανάκτησης των αρχικών γλυκανών στο τελικό, καθαρό προϊόν του G. lucidum ήταν πολύ μικρό στις περιπτώσεις και των δύο εξεταζόμενων υποστρωμάτων, ενώ το κλάσμα της μεθοδολογίας που λειτουργεί ως δείκτης της απόδοσης (δεν αναμένεται συγκέντρωση γλυκανών) είχε μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε γλυκάνες. Η απομόνωση των γλυκανών της βιομάζας του P. ostreatus, ωστόσο, αποδείχτηκε περισσότερο αποδοτική, καθώς το καθαρό προϊόν της βιομάζας που αναπτύχθηκε σε ξυλόζη είχε μεγαλύτερη περιεκτικότητα γλυκανών, κατά 94%, από την ακατέργαστη βιομάζα. Αντίστοιχα καλά αποτελέσματα μετρήθηκαν και στην περίπτωση του υποστρώματος του κατσίγαρου, όπου η αύξηση των περιεχόμενων γλυκανών είχε ποσοστό 81,2%. Οι μικρές ποσότητες προϊόντων από την απομόνωση γλυκανών στη βιομάζα του P. citrinopileatus δεν επέτρεψαν τη μέτρηση των γλυκανών για την περεταίρω αξιολόγηση των δύο μεθοδολογιών.	el
heal.abstract	The present thesis focused on the development of three Basidiomycetes strains in a batch bioreactor, in order to isolate bioactive substances, particularly β-glucans. The strains studied in this research, Ganoderma lucidum 9720, Pleurotus ostreatus 1123 and Pleurotus citrinopileatus 28684, grown in a defined xylose medium and in olive mill wastewater (OMWW). The culture in the bioreactor lasted 4-7 days, depending on the strain under study, with controlled aeration, temperature, pH, under constant stirring. The bioreactor inoculum was fully developed in liquid precultures that lasted 10-33 days, depending on the studied strain. Cultivation of G. lucidum in OMWW substrate resulted in the production of more mycelial biomass compared with the xylose substrate. Also, it showed the best performance in the detoxification of the waste, namely the reduction of phenolic compounds, and contributed to higher decolourization rate, compared with the other strains studied. P. ostreatus had higher biomass production, when cultivated in the xylose substrate, as well as in the OMWW, which showed increased production of mycelial biomass compared to xylose. Furthermore, most of the extracellular polysaccharides (EPS) were isolated in the culture of P. ostreatus xylose substrate. P. citrinopileatus, on the other hand, did not grow as well as the other strains on the OMWW medium, neither contributed to the detoxification of the waste. In xylose substrate, however, it had the second best performance, with little difference in biomass production compared to P. ostreatus. Moreover, the content of total, α- and β-glucans was measured in biomass and EPS produced by the bioreactor in xylose/OMWW substrate. The biomass of G. lucidum had higher total glucan content in both substrates. Generally, in all samples of biomass and EPS, the higher glucan content was reached in the xylose substrate. The exceptions, however, were the biomass of P. ostreatus and the EPS of P. citrinopileatus, which showed higher content of glucans in OMWW substrate. Finally, the isolation of glucans of the biomass followed by the methodologies of Song et al. (2008) and Synytsya et al. (2009) was performed, in order to define the glucans contained in the partially purified fractions. With this process, we were given the opportunity for a direct comparison between the two methods of glucan isolation. The biomass of G. lucidum was treated according to the methodology by Synytsya et al. (2009), P. ostreatus by Song et al. (2008) and P. citrinopileatus’s biomass was treated following both mehtodologies, but exclusively on the xylose medium. It was found that the recovery yield of the initial glucans in the final, partially purified product of G. lucidum was very small in the cases of both tested substrates, and the fraction resulted from the purification method that works as an indicator of performance (not expected to contain glucans) had a higher content of glucans. The isolation of glucans from P. ostreatus’s biomass, however, proved to be more effective, as the final product of the purification of the biomass grown on xylose had 94% more glycan content, compared to the crude biomass. Correspondingly good results were measured in the case of OMWW substrate, whereas the increase of the glucan content was 81.2%. Small amounts of purification products from P. citrinopileatus biomass did not allow the measurement of glucans for further evaluation of the two methodologies.	en
heal.advisorName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Κέκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Γρηγοροπούλου, Ελένη	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	97 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true