Zeitschrift für mikrobielle und biochemische Technologie

Abstrakt

Aerobe Umwandlung von Glycerin in 2,3-Butandiol durch einen neuen Klebsiella variicola SRP3-Stamm

Md. Shafiqur Rahman, Zhongshun Yuan, Kesen Ma, Chunbao (Charles) Xu und Wensheng Qin

Bei der Herstellung von Biodiesel entsteht als Hauptnebenprodukt etwa 10 % Rohglycerin. Ziel dieser Forschung ist die Identifizierung neuer Bakterienstämme, die Glycerin effizient aerob umwandeln können, und die Verbesserung der Stämme für die Produktion von Mehrwertprodukten im großen Maßstab. Die Produktion des Hauptprodukts 2,3-Butandiol (2,3-BD) aus Glycerin als einziger Kohlenstoffquelle durch das neu isolierte Bakterium Klebsiella variicola SRP3 wird in einer Reihe von Batch-Prozessen unter aeroben Bedingungen beschrieben. Diese Studie vergleicht auch die Bakterienzellbiomasse, Bioprodukte und die Produktion des Enzyms Glycerin-Dehydrogenase (GDH) von K. variicola SRP3, das aus Papierfabrikabfällen isoliert wurde, wenn es unter aeroben Bedingungen gezüchtet wird. Inkubationstemperatur, pH-Wert, Glycerinkonzentration und Stickstoffquellen sind die wichtigsten Faktoren, die die Glycerin-Dehydrogenase bestimmen. Ein saurer anfänglicher pH-Wert (pH 5,0) führte zu einer erhöhten GDH-Aktivität (558,2 μmol/min/mg Protein), was 25,33 g/l 2,3-BD, 7,6 g/l 1,3-PDO und 2,2 g/l Acetoin aus 50,0 g/l Glycerin ergab. In unserer aeroben Batch-Kultur zeigte der mutierte Stamm K. variicola SRM3 eine 1,3-fach erhöhte GDH-Aktivität von 721,5 Einheiten/mg Protein aus 558,2 Einheiten/mg Protein, was 29,87 g/l 2,3-BD, 7,08 g/l 1,3-PDO und 2,02 g/l Acetoin aus 50,0 g/l Glycerin ergab. In unserem Bericht wurden die optimalen Bedingungen für maximale GDH-Enzymaktivität definiert und mit dem gedämpften Stamm K. variicola SRM3 eine Produktausbeute von 0,79 g/g erzielt, was die höchste Menge ist, die bisher aus Glycerin als einziger Kohlenstoffquelle gewonnen wurde. Die Forschung hat zum ersten Mal bewiesen, dass diese K. variicola-Art Glycerin effizient umwandeln kann.