Lựa chọn điều kiện thu nhận và làm sạch γ-decalactone từ dịch lên men

3.3.2. Lựa chọn điều kiện thu nhận và làm sạch γ-decalactone từ dịch lên men

Do điều kiện thực tế tại nơi thực tập, sau khi nghiên cứu lựa chọn điều kiện lactone hóa và chiết rút γ-decalactone từ dịch lên men, chúng tôi đã tiến hành khảo sát điều kiện thu nhận và làm sạch γ-decalactone theo hai phương pháp: (i) “chiết rút - làm sạch”, và (ii) “ chưng cất - chiết rút - làm sạch”. Sự khác nhau cơ bản giữa 2 phương pháp này là ở chỗ: theo phương pháp thứ hai, việc chưng cất đã loại bỏ được một số hợp phần khó/ không bay hơi trong dịch sau lên men, mà phương pháp thứ nhất không thể. Trong các loại thực nghiệm này, các mẫu nghiên cứu được thực hiện với lượng mẫu 1000 mL dịch lên men/lần.

Bảng 3.15 trình bày hiệu suất thu nhận γ-decalactone từ dịch lên men sau mỗi công đoạn chiết rút, làm sạch và thu nhận. Kết quả thu được cho thấy:

- Hiệu suất thu nhận γ-decalactone theo phương pháp này, sau khi qua tất cả các công đoạn, đạt 50,1%. γ-decalactone thu được theo cách như vậy có độ sạch sắc ký là 99,43% (hình 3.5 B).

- Hiệu suất thu nhận γ-decalactone trong phần nước sau khi rửa kiềm lần 1 và lần 2 là rất thấp, (2,4 và 2,9% theo thứ tự). Vì vậy, khi thực hiện chiết rút và thu nhận γ-decalactone từ dịch lên men ở quy mô lớn, không cần bước thu nhận γ-decalactone ở pha nước sau khi rửa kiềm.

Theo phương thức này, dịch lên men, sau khi được axit hóa đến pH = 2, được chưng cất trong thiết bị chưng cất cồn, quy mô phòng thí nghiệm, và thiết bị chưng cất cuốn hơi nước Clevenger. Kết quả được trình bày trong bảng 3.16 cho thấy hiệu suất thu nhận γ-decalactone theo phương pháp “Chưng cất – chiết rút” là rất thấp, chỉ đạt 35,4 %, với độ sạch sắc ký là 99,43%. (Hình 3.5 C).

Hiệu suất thu nhận γ-decalactone từ dịch lên men trong các nghiên cứu của chúng tôi, ở cả 2 phương pháp thấp hơn so với của Alchihab và cộng sự (2010): Khi sử dụng nhựa MN-202 để hấp phụ γ-decalactone từ dịch lên men trên thiết bị dung tích 100 lít bằng chủng nấm men ưa lạnh Rh. aurantiaca A19 và sau đó phản hấp phụ bằng ethanol, hiệu suất thu nhận γ-decalactone sau khi cô kiệt đuổi dung môi đạt 56% [8].

- Tiếp tục lên men chuyển hóa dầu thầu dầu thành γ-decalactone bằng chủng Y. lipolytica VTP 5 trên nồi lên men 50L hoặc lớn hơn mà có khả năng khống chế được pH và DO.

2. Về dung môi

- Cần nghiên cứu thêm dung môi có khả năng chiết rút được nhiều lượng g-decalactone hơn dung môi đã dùng.

- Cần nghiên cứu thêm phương pháp thu nhận sản phẩm bằng cách chiết nhờ hai hay nhiều nhóm dung môi khác nhau.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Lại Thị Ngọc Hà (2003), “ Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh tổng hợp γ-decalactone của chủng nấm men Yarrowica lipolytica W29”, Tạp chí khoa học kỹ thuật Nông nghiệp, tr. 222 – 226.

2. Đặng Thị Thu, Cơ sở công nghệ sinh học tập 2, Công nghệ hóa sinh, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam.

3. Vũ Nguyên Thành (2003), Báo cáo tổng kết nhiệm vụ thường xuyên “ Bảo tồn, lưu giữ nguồn gen vi sinh vật công nghiệp thực phẩm 2003”, Viện Công nghiệp Thực phẩm.

4. Bùi Quang Thuật và Kula J ( 2006), “ Tổng hợp các hợp chất thơm và chất hoạt động sinh học từ dầu thầu dầu”, Tuyển tập các công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học – công nghiệp thực phẩm giai đoạn 2001 – 2005, Nhà xuất bản Lao động xã hội, tr. 377 – 383.

Internet

5. https://www.google.com.vn/search?q=Ricinus+communis&newwindow

Tiếng Anh

6. Aguedo M, Gomes N, Escamilla García E, Waché Y, Mota M, Teixeira J.A. & Belo I (2005), “Decalactone production by Yarrowia lipolytica under increased O₂ transfer rates”, Biotechnology Lett, 27(20), pp. 1617-1621.

7. Aguedo M, Ly MH, Belo I, Teixeira JA, Belin JM, Waché Y (2004), “The use of enzymes and microorganisms for the production of aroma compounds from lipits”, Food Technology and Biotechnology, 42(4), pp. 327-336.

8. Alchihab M, Destain J, Aguedo M, Wathelet JP, Thonart P (2010), “The utilization of gum Tragacanth to improve the growth of Rhodotorula aurantiaca and the production of γ-decalactone in large scale”, Appl Biochem, 62(1), pp. 233-241.

9. Barnett JA (2003), “Beginnings of microbiology and biochemistry: the contribution of yeast research”, Microbiology (Reading, Engl.), pp. 557-567.

10. Barth G, Gaillardin C (1997), “Physiology and genetics of the dimorphic fungus Yarrowia lipolytica”, FEMS Microbiology Reviews, 19, pp. 219-237.

11. Beoloupos A, Mrozova Z, Thevennieau F, Le Dall MT, Hapala I, Papanikolaou S, Chardot T, Nicaud JM (2008), “Control of lipid accumulation in the yeast Yarrowia lipolytica”, Applied and Environmental Microbiology, 74(24), pp. 7779-7789.

12. Berger R.G (1986), “Biosynthesis of Flavor Compounds by Microorganisms Odorous Constituents of Polyporus durus”, (Basidiomycetes), Volume 41, Section C, A European journal of biosciences, pp. 559-563.

13. Boog ALGM, Peters ALJ, Ross R (1998), “Process for producing γ-decalactone”, Unite States patent 5.789.212.

14. Chanika S, Benjamas C, thanwadde T.S and Thanwien B (2011), “Efficicient concomitant production of lipids and carotenoids by oleaginous red yeast Rhodotorula glutinis culture in palm oil mill effuluent and application of lipids for biodiesel production”, Biotechnology and Bioprocess Engineering, 16(1), pp. 23-33.

15. Cheetham P.S.J., Maume K.A, De Rooij J.F.M (1993), “Method of producing gamma hydroxydecanoic acid or its lactone by feeding a ricinoleic acid source to Sporobolomyces odrus or Rhodotorula glutinis”, United States Patent 5.219.742.

16. Coelho M.A.Z, Amaral P.F.F and Belo I (2010), “Yarrowia lipolytica : an industrial work horse”, Current Research, Technology and Education Topic in Applied Microbiology and Microbial Biotechnology, Vol. 2, pp. 930-944.

17. Farbood MI, Willis BJ (1985), “Production of γ-decalactone”, Unite States Patent 4.560.656.

18. Fickers, P., Benetti, P.H., Wache, Y., Marty, A., Mauersberger, S., Smit, M.S. and Gerold Barth, Claude Gaillardin, (1996), “Physiology and genetics of the dimorphic fungus Yarrowia lipolytica”.

19. Gatfield, I.-L (1999), “Biotechnological production of natural flavor materials”, In Flavor Chemistry: 30 Years of Progress ed, Teranishi, R., Wick, E.L. and Hornstein, I., pp. 211–227. New York: Kluwer Academic, Plenum Publishers.

20. Gatfield, I.-L., Gu¨ntert, M., Sommer, H., and Werkhoff, P.(1993), “Some aspects of the microbiological production offlavor-active lactones with particular reference to γ-decalactone”, Chem Microbiol Technol Lebensm, 15, pp. 165–170.

21. Gill C.O, Haill M.G, and Ratledge C (1977), “Lipid accumulation in an oleaginous yeast (Candida 107) growing on glucose in single – stage continous culture”, Appl Environ Microbiol 1977 February, 33(2), pp. 231-239.

22. Gomes N, Teixeira JA, Belo I (2012), “Fed-batch culture of Yarrowia lipolytica for γ-decalactone production from methyl ricinolate”, Biotechnol Lett, 34, pp. 649-654.

23. Gopinath M, Vijayakumar L, Dhannasekar R, Viruthagiri T (2008), “Microbial biosynthetic of γ-decalactone and its applications”, Global Journal of Biotechnology, Biochemistry, 3(2), pp. 60-68.

24. Groguenin, A., Wache ´, Y., Escamilla Garcı´a, E., Aguedo, M., Husson, F., Ledall, M.-T., Nicaud, J.-M., and Belin, J.-M (2004), “Genetic engineering of β-oxidation pathway in the yeast Yarrowia lipolytica to increase the production of aroma compounds”, J Molec Catal B, 28, pp. 75–79.

25. Le Clainche A (1997), “Maîtrise de la production de γ-lactone par la levure Yarrowia lipolytica : mise en évidence de l’existence d’une famille multigénitique d’acyl-CoA oxydases”.

26. Li Y, Zongbao Z, and Fengwu B (2007), “High density cultivation of oaleagious yeast Rhodosparidrum toruloides Y4 in fed-batch culture”, Enzyme and and Microbial Technology, 41(3), pp. 312-317.

27. Martina Carnecka, Andrea Halienova, Radka Koci, “Production of carotenoid-ergosterol-supplemented biomass by red yeast Rhodotorula glutinis grown under external stress”, Food Technology and Biotechology, Vol 48 (1).

28. Mediaros ABP, Pandey A, Vandenberghe LPS, Pastore GM, Soccd CR (2006), “Prodution and recovery of aroma compounds produced by solid-state fermentation using different adsorbents”, Food technol Biotechnol, 44, pp. 47-51.

29. Moradi H, Asadllahi MA, Nahvi I (2013), “Improved γ-decalactone production from castor oil by fed-batch culture cultivation of Yarrowia lipolytica”, Biocatalysis and Agriculture Biotechnology, 2, pp. 64-68.

30. Nadal M, García-Pedrajas MD, Gold SE (2008), “Dimorphism in fungal plant pathogens”, FEMS Microbiol Lett, 284, pp. 127–134.

31. Pagot Y, Le Clainche A, Nicaud JM, Waché Y, Belin JM (1998), “Peroxisomal β-oxidation activities and γ-decalactone production by the yeast Yarrowia lipolytica”, Appl Microbiol Biotechnol , 49, pp. 295-300.

32. Papaparaskevas D, Christakopoulos P, Kelos D, Macris BJ (1992), “Optimizing production of extracellular lipase from Rhodotorula glutinis”, Biotechnology Lett, 14, pp. 397-402.

33. Rabenhorst J, Gatfield I (2002), “Method of producing γ-decalactone using Yarrowia lipolytica strain HR 145 (DSM 12397)”, Unite States Patent 6.415.565.

34. Rabenhorst J, Gatfield I (2012), “Method of producing γ-decalactone using Yarrowia lipolytica strain HR 124 (DSM 12397)”, Unite States patent N⁰ 6451565 B1.

35. Rodrigues G, Pais C (2007), “The influence of acetic and other weak carboxylic acids on growth and cellular death of the yeast Yarrowia lipolytica”, Food Technology and Biotechnology, 38, pp. 27-32.

36. Ruiz-Herrera J, Sentandreu R (2002), “Different effectors of dimorphism in Yarrowia lipolytica”, Arch Microbiol, 178, pp. 477–483.

37. Souchon I, Spinnler HE, Dufoss L,Voilleg A (1998), “Trapping of γ-decalactone by adsorption on hydrophobic sorbents: application to the bioconversion of methyl ricinoleate by the yeast”, Sporidiobolus salmonicolor Biotechnol tech, 12, pp. 109-113.

38. Suryadi I, Suresh B (2000), “Adsorption of flavor ester on granular activated carbon”, CanjChem Eng, 78, pp. 892-901.

39. Waché Y. et al., (2001), “Role of β-oxidation enzymes in γ-decalactone production by the yeast Yarrowia lipolytica”, Appl. Environ. Microbiol., 67(12), pp. 5700-5704.

40. Waché Y. et al., (2002),“Optimization of Yarrowia lipolytica 's β-oxidation pathway for γ-decalactone production”, J. Mol. Catal. B: Enzym ., pp. 347-351.