Βελτιστοποίηση της παραγωγής δοκοσαεξαενοϊκού οξέος από το μικροφύκος Crypthecodinium cohnii με αξιοποίηση του υγρού κλάσματος σκοτεινής ζύμωσης βιοαποβλήτων

Ταξείδης, Γεώργιος; Taxeidis, Georgios

dc.contributor.author	Ταξείδης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Taxeidis, Georgios	en
dc.date.accessioned	2020-04-26T19:14:51Z
dc.date.available	2020-04-26T19:14:51Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50259
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17957
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	DHA	en
dc.subject	Καλλιέργεια σε δύο στάδια	el
dc.subject	Συνθήκες ανάπτυξης	el
dc.subject	Μικροφυσική	el
dc.subject	Σκοτεινή ζύμωση	el
dc.subject	Δοκοσαεξανοικό Ο	el
dc.subject	Crypthecodinium cohnii	en
dc.subject	Growth conditions	en
dc.subject	Two stages fermentation	en
dc.title	Βελτιστοποίηση της παραγωγής δοκοσαεξαενοϊκού οξέος από το μικροφύκος Crypthecodinium cohnii με αξιοποίηση του υγρού κλάσματος σκοτεινής ζύμωσης βιοαποβλήτων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-09-20
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική μελέτη, έγινε προσπάθεια βελτιστοποιήσης των συνθηκών ανάπτυξης του μικροφύκους Crypthecodinium cohnii ATCC® 30772™ με στόχο την αύξηση του παραγόμενου ποσοστού δοκοσαεξαενοϊκού οξέος (DHA). Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν καλλιέργειες διαλείποντος έργου υπό διαφορετικές συνθήκες καλλιέργειας. Παράλληλα, έγινε καλλιέργεια του μικροφύκους σε δυο στάδια, σε βιοαντιδραστήρες μικρής κλίμακας, επιβεβαιώνοντας έτσι την δυνατότητα καλλιέργειας του μικροφύκους στα πλαίσια μιας βιομηχανικής διεργασίας. Επιπλέον, στα πλαίσια της βελτιστοποίησης, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές που αφορούσαν τη κατανάλωση διήθηματος υγρού κλάσματος σκοτεινής ζύμωσης βιοαποβλήτου, με διαφορετικές συγκεντρώσεις πτητικών οργανικών οξέων (VFAs). Σε όλες τις περιπτώσεις που εξετάστηκαν, υπολογίστηκε κάθε φορά η τελική παραγωγή Ω-3 λιπαρών οξέων. Σε κάθε περίπτωση, για τον προσδιορισμό των παραγομένων λιπαρών, μετά την συλλογή της βιομάζας, εφαρμοστήκαν τεχνικές που αφορούσαν την λυοφιλίωση των κυττάρων, την εκχύλιση των λιπαρών με οργανικούς διαλύτες σύμφωνα με μία τροποποιημένη μέθοδο Folch, την εξάτμιση των διαλυτών υπό κενό, την εστεροποίηση τω λιπαρών και τέλος την ανάλυση τους με τη μέθοδο της αέριας χρωματογραφίας. Η πρόοδος των καλλιεργειών εξετάστηκε τόσο φωτομετρικά με μέτρηση της απορρόφησης της βιομάζας, όσο και με μέτρηση της κατανάλωσης της πηγής άνθρακα με τη μέθοδο της υγρής χρωματογραφίας. Από την διεξαγωγή των πειραμάτων προέκυψε ότι οι ιδανικές συνθήκες για την ανάπτυξη του μικροφύκους, περιλαμβάνουν τη χρήση θειικού αμμωνίου ως πηγή αζώτου, ανάμεσα σε πηγές όπως εκχύλισμα ζύμης (yeast extract, YE), νιτρικό νάτριο (NaNO3), νιτρικό αμμώνιο (NH4NO3) και ουρία. Η ιδανική συγκέντρωση θειικού αμμωνίου για τη μεγιστοποίηση της ποσότητας DHA βρέθηκε πως αντιστοιχεί σε λόγο άνθρακα προς άζωτο C/N=110 (w/w). Σε αυτή τη συγκέντρωση επιτυγχάνεται ποσοστό λιπαρών που αντιστοιχεί στο 25% της συνολικής παραχθείσας βιομάζας. Παράλληλα, η ιδανική θερμοκρασία καλλιέργειας με σκοπό την μεγιστοποίηση του DHA εντοπίζεται στους 23 oC. Υπό αυτές τις συνθήκες η συγκέντρωση του DHA προσεγγίζει τα 0.5 mg/mL. Επιπλέον, για την επαγωγή της σύνθεσης των λιπαρών σε καλλιέργειες διαλείποντος έργου εξετάστηκαν οι χημικοί επαγωγοί αιθανολαμίνη σε συνδυασμό με σαλικυλικό οξύ, χωρίς όμως κάποιο αξιόλογο αποτέλεσμα στην τελική συγκέντρωση της βιομάζας και των λιπαρών. Από τα αποτελέσματα της μελέτης ανάπτυξης του στελέχους σε βιοαντιδραστήρες, προέκυψε ότι η αύξηση της συγκέντρωσης των πτητικών οργανικών οξέων στο διήθημα είναι ευεργετική για την καλλιέργεια. Πιο συγκεκριμένα εξασφαλίζει την παροχή περισσότερου ποσοστού άνθρακα και συνεπώς τη διατήρηση της καλλιέργειας για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Ωστόσο η άγνωστη συνολική σύσταση του διηθήματος δυσχεραίνει τον ξεκάθαρο προσδιορισμό της επίδρασης της μεταβαλλόμενης συγκέντρωσης των οξέων. Όσον αφορά την καλλιέργεια σε δυο στάδια, στόχο είχε την εφαρμογή συνθηκών στρες, κατάσταση που οδηγεί σε αύξηση της σύνθεσης των λιπαρών. Οι συνθήκες στρες επιτυγχάνονται, στερώντας πηγή αζώτου από την καλλιέργεια. Από την ανάλυση εξάγεται το συμπέρασμα, ότι η καλλιέργεια δύο σταδίων συντελεί στην αύξηση της κυτταρικής συγκέντρωσης, με τελική τιμή που φτάνει τα 24 g/L. Όσον αφορά τη σύνθεση των λιπαρών στην περίπτωση της καλλιέργειας των δυο σταδίων, εκείνη ξεπερνά τα 4.3 g/L με ποσοστό μεγαλύτερο του 40% να αντιστοιχεί στο DHA.	el
heal.advisorName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Κέκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Ζουμπουλάκης, Λουκάς
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	106 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false