Hongfei Yu, Liuyang Wang, Lijun Guo, Yiming Chen, Wensheng Qin und Yun Liu
Die Ölhefe Trichosporon cutaneum ist ein idealer Stamm zur Produktion mikrobieller Lipide durch Fermentation von Maiskolbenhydrolysat. Furfural, das routinemäßig bei der Hydrolyse von Lignozellulose entsteht, zeigt jedoch schädliche Auswirkungen auf die Ansammlung mikrobieller Lipide ; dieser Mechanismus wurde bisher noch nicht gut verstanden. In dieser Arbeit wurde Maiskolbenbiomasse mit 0,12 M verdünnter H2SO4 hydrolysiert und direkt als Fermentationsmedium für T. cutaneum verwendet. Der unterschiedliche anfängliche Furfuralgehalt wurde durch Zugabe der entsprechenden Menge Furfural zu den entgifteten Maiskolbenhydrolysaten erreicht. Um in dieser Arbeit den durch Furfural vermittelten Mechanismus der Ansammlung mikrobieller Lipide zu erforschen, wurde die morphologischen Eigenschaften mittels Rasterkraftmikroskopie visualisiert und der Furfuralstoffwechsel der Hefe während des Furfural-schädigenden Prozesses mithilfe eines Hochleistungsflüssigchromatographen ausgewertet. Darüber hinaus wurde das Hefewachstum mittels Durchflusszytometrie überwacht und der dynamische Prozess der mikrobiellen Lipidakkumulation mittels Fluoreszenzspektroskopie abgebildet. Die Analyse ergab, dass Furfural in niedriger Konzentration (≤ 0,4 g/l) von der Hefe zu 2-Furansäure verstoffwechselt werden kann, ohne die mikrobielle Lipidakkumulation zu beeinträchtigen. Der Furfural-Schadensmechanismus im Zusammenhang mit der Schädigung der Zytomembran zur Verhinderung des Hefezellwachstums wird als Hauptursache dafür angesehen, dass sich bei T. cutaneum in Situationen mit hoher Furfuralkonzentration (≥ 0,6 g/l) keine mikrobielle Lipidakkumulation bildet. Diese Ergebnisse liefern wertvolle Informationen für die Entwicklung und Gestaltung eines effizienteren Bioprozesses zur Umwandlung von Biomasse in Lipide.
Grafische Zusammenfassung
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