Możliwości wykorzystania surowców odpadowych w procesie fermentacji propionowej

• Autorzy: Kosmider A. , Drozdzynska A. , Czaczyk K.

Warianty tytułu

EN

Possibilities of wastes utilization in the propionic acid fermentation process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stały wzrost zdolności produkcyjnych biodiesla w Polsce, szacowany na ok. 1 mln ton w roku 2010, spowoduje nagromadzenie ok. 300 tys. ton glicerolu odpadowego (odpadu poprodukcyjnego) rocznie, którego zbyt będzie miał wpływ na cenę tego biopaliwa. Rozwiązaniem tej sytuacji może być wykorzystanie surowego bądź częściowo oczyszczonego glicerolu jako składnika podłoży do hodowli drobnoustrojów, których metabolity są użyteczne przemysłowo. W niniejszej pracy zbadano możliwości wykorzystania czystego glicerolu, glicerolu odpadowego i serwatki (odpadu z przemysłu mleczarskiego), jako źródła węgla w procesie biosyntezy kwasu propionowego przez bakterie Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii i porównanie efektywności procesu z hodowlą prowadzoną na standardowym podłożu do hodowli bakterii propionowych. W wyniku przeprowadzonych analiz stwierdzono, że najwięcej kwasu propionowego (13,7 g/l) uzyskano na podłożu, w którym jako źródło węgla zastosowano czysty glicerol. W przypadku zastosowania pozostałych źródeł węgla: glicerolu odpadowego, serwatki oraz glicerolu w połączeniu z serwatką produkcja kwasu propionowego była zbliżona do wyników uzyskanych z wykorzystaniem tradycyjnego źródła węgla - glukozy i wynosiła średnio 10,5 g/l. Stwierdzono, że przy wykorzystaniu surowców odpadowych nastąpiło wydłużenie czasu trwania procesu fermentacji. W tych warunkach zaobserwowano również zmianę profilu syntetyzowanych kwasów organicznych.

EN

The constant growth of the bio-diesel production potential in Poland, estimated to be ca. 1 MM tones in 2010, will result in the accumulation of ca. 300,000 tonnes of waste glicerol (as waste product) per year; when selling it, the price of bio-diesel will be impacted. A solution to this problem could be to apply a crude or partially refined glicerol as a component of the medium for micro-organisms producing commercially useful metabolites. In this paper, the potential was studied of utilizing pure glycerol, crude glycerol, and whey (a dairy industry waste) as a source of carbon in the biosynthesis process of propionic acid run by Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii. Furthermore, the efficiency of the process with a culture on standard medium was compared with the process with a propionic bacteria culture. Based on the analysis performed, it was found that the highest concentration of propionic acid (13.7 g/l) was obtained when a medium with pure glycerol as a source of carbon was applied. With other carbon sources applied: crude glycerol, whey, and their combination, the propionic acid production level was similar to the results obtained using a conventional source of carbon, i.e. glucose, and amounted to 10.5 g/l on average. It was also found that with the waste sources used, the fermentation time was extended. Under those conditions, a change in the profile of organic acids being synthesised was reported, too.

Słowa kluczowe

PL

fermentacja propionowa; glicerol; odpady poprodukcyjne; wykorzystanie odpadow; serwatka; kwas propionowy; bakterie; Propionibacterium freudenreichii ssp.shermanii; hodowla mikroorganizmow; podloza hodowlane

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość
• Rocznik: 2009
• Tom: 16
• Numer: 6
• Opis fizyczny: s.47–58,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kosmider A.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Wydz. Nauk o Żywności i Żywieniu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul. Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznań

autor

Drozdzynska A.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Wydz. Nauk o Żywności i Żywieniu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul. Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznań

autor

Czaczyk K.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Wydz. Nauk o Żywności i Żywieniu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul. Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznań

Bibliografia

• [1] Barbirato F., Chedaille D., Bories A.: Propionic acid fermentation from glycerol: comparison with conventional substrates. Appl. Microbiol., Biotechnol., 1997, 47, 441-446.
• [2] Białecka A.: Chorobotwórczość i diagnostyka bakterii z rodzaju Propionibacterium. Diagnosta Laboratoryjny, 2005, 1 (6), 16-19.
• [3] Erickson L.E., Minkevich I.G., Eroshin V.K.: Utilization of mass-energy balance regularities in the analysis of continuous-culture data. Biotechnol. Bioeng., 1979, 21, 575-591.
• [4] Gaca J.: Faza glicerynowa po produkcji biodiesla- odpad czy cenny surowiec? Czysta Energia, 2006, 11, 34-35.
• [5] Himmi E.H., Bories A., Boussaid A., Hassani L.: Propionic acid fermentation of glycerol and glucose by Propionibacterium acidipropionici and Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii. Appl. Microbiol. Biotechnol., 2000, 53, 435-440.
• [6] Markowska J.: Rynek biomasy i biopaliw w Polsce. Przem. Spoż. 2007, 7, 19-21.
• [7] Paściak M., Mordarska H.: Rodzaj Propionibacterium- heterogenność taksonomiczna i biologiczna. Post. Mikrobiol., 1999, 38 (3), 245-255.
• [8] Pędziwilk F.: A simple plating method for the isolation and enumeration of Propionibacteria. Acta Alim. Pol., 1975, 25, 127-130.
• [9] Razavi-Rohani S.M., Griffiths M.W.: Antifungal effects of sorbic acid and propionic acid at different pH and NaCl conditions. J. Food Safety, 1999, 19 (2), 109-120.
• [10] Silva G.P., Mack M., Contiero J.: Glycerol: a promising and abundant carbon source for industrial microbiology. Biotech. Adv. 2009, 27, 30-39.
• [11] Vale M.M, Menten J.F.M., Morais S.C.D., Brainer M.M.A.:Mixture of formic and propionic acid as additives in broiler feeds. Sci. Agric. (Piracicaba, Braz.), 2004, 61 (4), 371-375.
• [12] Willke T., Vorlop K.-D.: Industrial bioconversion of renewable resources as an alternative to conventional chemistry. Appl. Microbiol. Biotechnol., 2004, 66, 131-142.
• [13] Yazdani S.S., Gonzalez R.: Anaerobic fermentation of glycerol: a path to economic viability for the biofuels industry. Curr. Opin. Biotechnol., 2007, 18, 213-219.