Cultivation of Aspergillus niger in SingleUse rocking and Stirred-tank bioreactors:A Comparative Study
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 725441
- Danışmanlar: DR. TUTKU KURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Technische Universität Berlin
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Die Verwendung von Aspergillus niger als Produktionsplattform in industriellen Bioprozessen gewinnt bei Herstellern und Forschern weltweit zunehmend an Interesse. Hierbei unterscheidet sich der filamentöse Pilz A. niger im Vergleich zu anderen Pilzen vor allem dadurch, dass er nicht pathogen wirkt und somit eine komfortable und sichere Produktionsplattform für die industrielle Biotechnologie bietet. In dieser Arbeit wurde untersucht, inwieweit A. niger als Wirt für die Produktion von Sekundärmetaboliten genutzt werden kann. Hierbei kamen zwei wegweisende und revolutionäre Technologien zum Einsatz: Einweg-Systeme in Kombination mit der Verwendung von Pilzen als Produktionsplattform. Das Hauptziel dieser Arbeit bestand darin zu untersuchen, inwiefern der Bioreaktor Cell-tainer ® für die Produktion von Sekundärmetaboliten genutzt werden kann, experimentelle Daten zu erheben, um die Produktion mit herkömmlichen STR zu vergleichen und optimale Bedingungen für die Produktion in einem Schaukelbewegungsreaktor zu finden. Hierbei diente die Produktion von Enniatin B (EnnB) als proof of concept. Um den Bioreaktor Cell-tainer ® als Produktionsplattform zu untersuchen, wurden verschiedene Stämme von A. niger sowie verschiedene Kultivierungsbedingungen untersucht. Als Indikatoren für die Vergleiche zwischen den verschiedenen Stämmen und Kultivierungsbedingungen, dienten die Ausbeute an EnnB, das morphologische Aussehen sowie eine Analyse der Metabolite mittels HPLC-RID. Für die Produktion von EnnB in STR wurden sowohl Batch als auch Fed-Batch Kultivierungen mit zwei verschiedenen Stämmen von A. niger durchgeführt. Als Stämme wurden sowohl der selbstständig und ohne Zusatz von d-hiv im Feed Medium EnnB produzierende Stamm ÖV4.10 sowie ein nicht eigenständig produzierender Stamm mit höherer Ertragsfähigkeit (DS3.1) ausgewählt. Vorherige Studien konnten zeigen, dass der Stamm DS3.1 unter Zusatz von Vorläufermolekülen von EnnB bis zu 4.5 gl-1 im Fed Batch Betrieb produzieren kann. Die Gattung Fusarium, der ursprüngliche Produzent von EnnB erreichte unter optimalen Bedingungen sogar eine Ausbeute von 5.0 gl-1 . In dieser Studie konnten wir mit dem Stamm DS3.1 Ausbeuten von bis zu 8.4 gl-1 und mit dem Stamm ÖV4.10 bis zu 3.0 gl-1 erreichen. Die Ausbeuten in dieser Studie sind weitaus höher als die von bisherigeren Studien mit bakteriellen oder pilzlichen Expressionssystemen. Zusätzlich wurde die Kultivierung unter Zusatz von Talkum durchgeführt, um dessen Effekt auf die Morphologie zu untersuchen. Morphologische Unterschiede wurden mittels Lichtmikroskopie untersucht und zur Beurteilung des Cell-tainer ® Systems für A. niger herangezogen. Diese Studie präsentiert eine neue Kultivierungsmethode 2 für filamentöse Pilze in industriellen Anwendungen unter Verwendung eines EinwegreaktorSystems.
Özet (Çeviri)
Utilization of Aspergillus niger in industrial scale processes is continuously attracting attention of manufacturers and developers around the globe. A. niger as a filamentous fungi differs from other types of fungi by being non-pathogenic and therefore, it is more convenient and safer for bioprocess applications. Using A-niger as an expression host for secondary metabolites (SM) is addressed in this study. The combination of two revolutionary perspectives, namely single use technology and fungal biotechnology, is considered to pioneer new and lucrative developments. The main objective of this thesis is to evaluate Cell-tainer ® as a bioreactor system for A.niger; obtaining experimental data for the purpose of comparing those with the traditional cultivations in STR and detecting applicable solutions of optimizing the fermentation in rocking motion reactor were amongst the essential aims of this research. Enniatin B (EnnB) production was used as a proof of concept for this study. To evaluate Celltainer® for A.niger, different strains and cultivation modes were applied. The comparison of the strains and operation modes were achieved by EnnB yields, through morphological analysis of strains with microscopy and analysis of metabolites with HPLC-RID. In order to prove the production of EnnB, STR cultivations had been performed both in batch and fed-batch operation modes, using two different A. niger strains. The strains were chosen by autonomous production of EnnB without d-hiv addition into the feeding medium (Ö.V4.10) and nonautonomous strain with higher yield capacity (DS3.1). Previously performed studies revealed that by means of adding precursor molecules of EnnB, A. niger (DS3.1) was able to produce 4.5 gl −1 in fed-batch operated fermentation. The genus Fusarium, original producer with optimum cultivation conditions, EnnB was extracted as 5.0 gl −1. In this study we were able to achieve 8.4 gl −1 by DS3.1 and 3.0 gl −1 by ÖV4.10. These results are beyond previous studies, which were performed by filamentous fungi or bacterial expression systems. The cultivations with the strains DS3.1 and ÖV4.10 were also performed with an addition of talcum to observe its effect on morphology. Morphological changes during the fermentation process had been observed with the light microscopy and significant information was collected to evaluate the Cell-tainer ® system for A. niger cultivation. The result of this study highlights a new cultivation method for filamentous fungus in industrial applications by using single use reactor system
Benzer Tezler
- Optimization of mannanase production from recombinant Aspergillus sojae and analysis of Galactomannan hydrolysis
Rekombinant Aspergillus sojae de mannanaz üretiminin optimizasyonu ve Galaktomannan hidroliz analizi
BENGÜ ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK BAKIR
PROF. DR. ZÜMRÜT BEGÜM ÖGEL
- Biyodisk reaktörde aspergillus niger (fürsan) kullanılarak sitrik asit üretimi
Başlık çevirisi yok
MURAT GÜVEN
- Aspergillus niger katalazının üretimi, üçlü-faz ayırma sistemi ile saflaştırılması ve karakterizasyonu
Production, purification of Aspergillus niger catalase by three-phase partitioning and its biochemical characterization
EDA BAYKAL SARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyolojiKocaeli ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YONCA YÜZÜGÜLLÜ KARAKUŞ
- Kuru üzümde okratoksin A ve fumonisin B2 varlığının incelenmesi
Determination of ochratoxin A and fumonisin B2 in dried vine fruits
ZEYNEP ASLANOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP DİLEK HEPERKAN
- Cloning of the Scytalidium thermophilum bifunctional catalase/phenol oxidase gene and expression in Aspergillus sojae
Scytalidium thermophilum çift aktiviteli katalaz/fenoloksidaz geninin klonlanması ve Aspergillus sojae'de heterolog ifadesi
HATİCE ÖZLEM ERÇİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK BAKIR
PROF. DR. ZÜMRÜT BEGÜM ÖGEL