Ученые нашли способ удешевить производство лимонной кислоты
Ученые БФУ им. И. Канта подобрали условия, при которых производство лимонной кислоты с помощью гриба Aspergillus niger можно сделать дешевле за счет использования отходов переработки сои.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 7 сентября /Новости науки/. Ученые БФУ им. И. Канта показали, что соевую мелассу можно использовать для выращивания гриба *Aspergillus niger*, который производит лимонную кислоту. Об этом говорится в статье, опубликованной в Journal of Applied Biology and Biotechnology.
«Чтобы получить лимонную кислоту, которую добавляют в лимонады, конфеты или лекарства, микроорганизмам, что ее вырабатывают, нужны сахара (углеводы). Микроорганизм, например наш гриб Aspergillus niger, помещают на питательную среду, содержащую эти сахара, он ими питается, растет и вырабатывает ценные продукты. И такая питательная среда очень дорогая и почти всегда импортная. Но можно использовать растительные отходы в качестве питательной среды. Например, соевую мелассу, которая образуется при переработке сои», — приводятся в материале слова руководителя Научно-образовательного центра «Промышленные биотехнологии» Ольги Бабич.
Соевая меласса образуется при переработке сои и содержит много углеводов, в том числе сахарозу, стахиозу и рафинозу. Именно сахара необходимы грибу для роста и производства лимонной кислоты. Исследование показало, что меласса может заменить классические углеводные субстраты, используемые для выращивания Aspergillus niger.
Практическое значение работы связано со стоимостью такого производства. Используемые сейчас питательные среды дороги и, как отмечается в материале, почти всегда импортные. Соевая меласса является отходом соевого производства, поэтому ее использование может сделать питательную среду дешевле и одновременно позволить применять отходы для получения нового полезного продукта.
Для эксперимента исследователи использовали штамм гриба Aspergillus niger F-1270, который хранится в российской коллекции Курчатовского института. Ученые подобрали условия, при которых он хорошо рос на среде из соевой мелассы и производил повышенное количество лимонной кислоты.
Чтобы определить подходящие условия, специалисты одновременно изучали влияние трех факторов — температуры, кислотности среды pH и концентрации соевой мелассы. Для этого использовалось математическое моделирование. Исследователи также установили количественный состав содержащихся в мелассе углеводов и показали, что после предварительной термообработки — стерилизации — она становится пригодной для использования в качестве питательной среды.
В ходе эксперимента выход лимонной кислоты составил 4,98 мг/мл. Исследователи считают, что этот показатель еще можно увеличить, поскольку использованная математическая модель показала низкую точность и требует дальнейшего совершенствования.
Ученые планируют дополнительно изучить влияние времени выращивания гриба, добавив этот показатель к температуре, pH и концентрации субстрата. Также они намерены подобрать более дешевые способы предварительной обработки соевой мелассы, чтобы еще сильнее снизить стоимость питательной среды.
Лимонную кислоту используют при производстве безалкогольных напитков, продуктов питания, косметики, лекарств и кормов для животных. В пищевой промышленности она применяется как разрешенная добавка-консервант, а в животноводстве — в качестве альтернативы антибиотикам и ростовым стимуляторам.
«Чтобы получить лимонную кислоту, которую добавляют в лимонады, конфеты или лекарства, микроорганизмам, что ее вырабатывают, нужны сахара (углеводы). Микроорганизм, например наш гриб Aspergillus niger, помещают на питательную среду, содержащую эти сахара, он ими питается, растет и вырабатывает ценные продукты. И такая питательная среда очень дорогая и почти всегда импортная. Но можно использовать растительные отходы в качестве питательной среды. Например, соевую мелассу, которая образуется при переработке сои», — приводятся в материале слова руководителя Научно-образовательного центра «Промышленные биотехнологии» Ольги Бабич.
Соевая меласса образуется при переработке сои и содержит много углеводов, в том числе сахарозу, стахиозу и рафинозу. Именно сахара необходимы грибу для роста и производства лимонной кислоты. Исследование показало, что меласса может заменить классические углеводные субстраты, используемые для выращивания Aspergillus niger.
Практическое значение работы связано со стоимостью такого производства. Используемые сейчас питательные среды дороги и, как отмечается в материале, почти всегда импортные. Соевая меласса является отходом соевого производства, поэтому ее использование может сделать питательную среду дешевле и одновременно позволить применять отходы для получения нового полезного продукта.
Для эксперимента исследователи использовали штамм гриба Aspergillus niger F-1270, который хранится в российской коллекции Курчатовского института. Ученые подобрали условия, при которых он хорошо рос на среде из соевой мелассы и производил повышенное количество лимонной кислоты.
Чтобы определить подходящие условия, специалисты одновременно изучали влияние трех факторов — температуры, кислотности среды pH и концентрации соевой мелассы. Для этого использовалось математическое моделирование. Исследователи также установили количественный состав содержащихся в мелассе углеводов и показали, что после предварительной термообработки — стерилизации — она становится пригодной для использования в качестве питательной среды.
В ходе эксперимента выход лимонной кислоты составил 4,98 мг/мл. Исследователи считают, что этот показатель еще можно увеличить, поскольку использованная математическая модель показала низкую точность и требует дальнейшего совершенствования.
Ученые планируют дополнительно изучить влияние времени выращивания гриба, добавив этот показатель к температуре, pH и концентрации субстрата. Также они намерены подобрать более дешевые способы предварительной обработки соевой мелассы, чтобы еще сильнее снизить стоимость питательной среды.
Лимонную кислоту используют при производстве безалкогольных напитков, продуктов питания, косметики, лекарств и кормов для животных. В пищевой промышленности она применяется как разрешенная добавка-консервант, а в животноводстве — в качестве альтернативы антибиотикам и ростовым стимуляторам.
