Μεταβολική ενεργότητα του μύκητα fusarium oxysporum παρουσία αιθανόλης

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε στο εργαστήριο βιοτεχνολογίας, της Σχολής Χημικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου από τον Ιανουάριο του 2011 έως και τον Σεπτέμβριο του 2011, στο πλαίσιο του μαθήματος «Βιοτεχνολογία και Περιβάλλον». Σκοπός της εργασίας ήταν η μελέτη της μεταβολικής ενεργότητας του μύκητα Fusarium oxysporum παρουσία αιθανόλης, καθώς και η βελτίωση της ανθεκτικότητας του στην αιθανόλη με την προσθήκη ουσιών. Η μελέτη της ανάπτυξης του μύκητα έγινε με αρχικές συγκεντρώσεις αιθανόλης μεταξύ 0% και 6% w/v και ως υπόστρωμα χρησιμοποιήθηκε γλυκόζη συγκέντρωσης 2% w/v. Από τα πειράματα προέκυψε το πρωταρχικό συμπέρασμα της ισχυρής παρεμπόδισης της αιθανόλης κατά την ανάπτυξη σε αερόβιες συνθήκες του μύκητα F.οxysporum και στο ρυθμό ανάπτυξης. Επίσης, φάνηκε ότι συγκέντρωση αρχικής αιθανόλης 6% w/v προκαλεί μείωση στην παραγωγή τελικής βιομάζας κατά 90%. Η μελέτη της παρεμπόδισης της ζύμωσης από την αιθανόλη πραγματοποιήθηκε με αρχικές συγκεντρώσεις αιθανόλης μεταξύ 0% και 6% w/v με υπόστρωμα γλυκόζη συγκέντρωσης 2% και 4% w/v. Παρατηρήθηκε ότι η παρεμπόδιση της αιθανόλης κατά τη ζύμωση είναι πιο έντονη από αυτήν της ανάπτυξης. Για υπόστρωμα γλυκόζη συγκέντρωσης 2% w/v, αρχική συγκέντρωση αιθανόλης 4% w/v προκαλεί μείωση της καθαρής παραγωγής αιθανόλης κατά 84%, ενώ για μεγαλύτερες αρχικές συγκεντρώσεις αιθανόλης, ο μεταβολισμός των κυττάρων του μύκητα πρακτικά σταματά. Κατά τη μελέτη της βελτίωσης της ανθεκτικότητας των κυττάρων στην αιθανόλη, προέκυψαν τα συμπεράσματα ότι οι ουσίες ινοσιτόλη και εργοστερόλη καταφέρνουν να εισέλθουν στο μεταβολισμό των κυττάρων και να αυξήσουν τη βιωσιμότητα και την τελική παραγωγή βιομάζας των κυττάρων. Αντίθετα, η τρεχαλόζη δεν «προστατεύει» το μύκητα από τις επιδράσεις της αιθανόλης. Τέλος, καμία ουσία δεν αυξάνει την ανθεκτικότητα του μύκητα F.oxysporum κατά τη ζύμωση

This diploma thesis was carried out in the Laboratory of Biotechnology, School of Chemical Engineering, National Technical University of Athens, under the supervision of assistant professor Mr Paul Christakopoulos, from January 2011 to September 2011. The purpose of this work was to study the metabolic activity of the fungus Fusarium oxysporum in the presence of ethanol, and the enhancement of the tolerance of the fungus to ethanol with the addition of certain substances. The growth tolerance experiments had initial concentrations of ethanol between 0% and 6% w /v and glucose concentration 2% w /v was used as substrate. The primary conclusion was the strong inhibition of the growth of the fungus by ethanol and the reduction of the growth rate. Concentration 6% w/v of initially added ethanol reduces the final cell biomass production by 90%. The fermentation tolerance experiments had initial ethanol concentrations between 0% and 6% w/v and glucose concentration 2% and 4% w /v was used as substrate. It showed that the inhibition of ethanol in fermentation is more intense than that in growth. For substrate glucose concentration 2% w / v, initially added ethanol 4% w/v causes a decrease in net ethanol production by 84%, while for higher initial concentrations of ethanol, the metabolism of yeast cells practically stops. The study of the enhancement of the fungus tolerance to ethanol resulted in the conclusion that the substances inositol and ergosterol manage to enter the cell metabolism and increase the viability and eventual production of cell biomass. In contrast, trehalose is not "protecting" the fungus from the effects of ethanol. Finally, no substance increases the tolerance of the fungus F.oxysporum during fermentation.