Naslov
Kluyverov efekt kod kvasaca: osnove i primjena
(The Kluyver effect in yeasts: fundamental and applied aspects)

Autori
Kaliterna, Janko

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Prehrambeno-biotehnološki fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
04.06

Godina
1999

Stranica
109

Mentor
Novak, Srđan

Ključne riječi
Kluyverov efekt; alkoholna fermentacija; Kluyveromyces; Candida utilis; Debaromyces yamadae; proizvodnja biomase
(Kluyver effect; alkoholic fermentation; Kluyveromyces; Candida utilis; Debaromyces yamadae; biomass production)

Sažetak
Na osnovi rezultata proizvodnje etanola u tikvicama u kisikom ograničenim uvjetima, kao kvasac koji pokazuje Kluyverov efekt na saharozi odabran je Dabaromyces yamadae. Uzgoj kvasca D. yamadae u kemostatu na glukozi u kisikom ograničenim uvjetima, rezultira proizvodnjom etanola te ostalih fermentativnih produkata, kao što su glicerol i arabitol. Sličan eksperiment u kemostatu na saharozi pokazao je da pri prijelazu na uvjete ograničene opskrbe kisikom ne dolazi do fementacije saharoze, ni do proizvodnje drugih fermentativnih produkata. Zbog toga se onaj dio sharoze koji se ne može respiratorno metabolizirati nakuplja u podlozi. Navedeni rezultati ukazuju da se regulacija Kluyverovog efekta odvija na razini aktivnosti prijenosnika saharoze. Takav mehanizam regulacije različit je od u literaturi predloženog mehanizma regulacije Kluyverovog efekta u kvasca C. utilis na maltozi. Metabolizam saharoze u kvasca D. yamadae započinje aktivnim transportom (proton simportom) saharoze u stanicu te se nastavlja intracelularnom hidrolizom saharoze pomoću alfa-glukozidaze (maltaze). Konstanta zasićenja unosa saharoze, proračunata nelinearnom regresijom prema Michaelis - Menten kinetici ima vrijednost od 0,22 mmol L^-1. Fenomen Kluyverovog efekta istražen je dalje i na različitim vrstama iz roda Kluyveromyces na laktozi kao izvoru ugljika. Za razliku od kvasca Kluyveromyces marxianus CBS 5795, koji fermentira laktozu, kvasac Kluyveromyces wickerhamii CBS 2745 pokazuje Kluyverov efekt na laktozi kad se uzgaja u uvjetima ograničene dobave kisika u kemostatu. Prijelazno nakupljanje etanola ukazuje kako je mehanizam regulacije Kluyverovog efekta u kvasca K. wickerhamii mnogo sporiji od prethodno objašnjenog mahanizma u kvasca D. yamadae, te se vjerojatno odvija na razini sinteze prijenosnika saharoze prije negoli na razini postojeće aktivnosti prijenosnika. Moguća primjena Kluyverovog efekta u proizvodnji biomase istražena je jednostavnim šaržnim uzgojem u kisikom ograničenim uvjetima pri visokoj koncentraciji disaharida. U slučaju kvasca C. utilis, uzgajanog šaržno na glukozi, uspostava kisikom ograničenih uvjeta vodi alkoholnoj fermentaciji i smanjenju koeficijenata konverzije supstrata u biomasu. Nasuprot tome, stanice rasle na maltozi u kisikom ograničenim uvjetima proizvode visoke koncentracije biomase (90 g L^-1 suhe biomase iz 200 g L^-1 maltoze monohidrata). Slični rezultati se dobiju i u slučaju šaržnog uzgoja kvasca K. wickerhamii na laktozi, kada se ukupna količina supstrata pretvara u biomasu. U slučaju vrste K. marxianus poznato je da je postojanje Kluyverovog efekta ovisno o soju. Tako se stanicama K. marxianus CBS 7894 može proizvoditi visoka koncentracija biomase tijekom šaržnog uzgoja na laktozi, dok soj CBS 5795 proizvodi etanol u istim uvjetima uzgoja. S obzirom da uzgoj stanica kvasaca koji pokazuju Kluyverov efekt isključuje potrebu kontrole dobave supstrata, kako bi se izbjegli kisikom ograničeni uvjeti uzgoja u industrijskom mjerilu, takvi bi kvasci trebali biti veoma pogodni za proizvodnju biomase i uz nju vezanih produkata na jeftinim kompleksnim podlogama s disaharidima kao osnovnim šećerima.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Prehrambena tehnologija

POVEZANOST RADA