Перегляд за Автор "Voronenko, Andryi"

Зараз показуємо 1 - 8 з 8

Ethapolan synthesis by Acinetobacter sp. IMV B-7005 on the mixture of С2-С6-substrates and waste sunflower oil
(2021) Voronenko, Andryi; Pirog, Tatiana
The cultivation conditions of Acinetobacter sp. IMV B-7005, which would provide maximum synthesis of the microbial exopolysaccharide (EPS) ethapolan on the mixture of C2-C6–substrates (molasses, acetate, or ethanol) and waste sunflower oil was studied.
Exopolysaccharides synthesis on industrial waste
(2016) Pirog, Tatiana; Ivahniuk, Mykola; Voronenko, Andryi
Data from the literature and our own studies on the synthesis of microbial exopolysaccharides on various industrial waste (food industry, agricultural sector, biodiesel production, etc.) are reviewed here. Utilization of industrial waste to obtain exopolysaccharides will solve not only the problem of secondary raw materials accumulation, but also will reduce the costs of the biosynthesis of practically valuable metabolites. In addition, some kinds of waste have a number of advantages compared to traditional carbohydrate substrates: aside from environmental health benefits, there are technological ones, like the presence of growth factors. There is also no need to use anti-foam substances and substrate sterilization in the latter case.
Intensification of microbial exopolysaccharide ethapolan biosynthesis on mixture of molasses and sunflower oil
(2017) Pirog, Tatiana; Voronenko, Andryi; Ivahniuk, Mykola
The purpose of the research was to establish Acinetobacter sp. IMV B-7005 cultivation conditions, which provide the maximal synthesis of microbial exopolysaccharide ethapolan on a mixture of molasses and sunflower oil, and to explore the possibility of replacing refined oil in a mixture with molasses for waste one. On the basis of theoretical calculations of energy consumption for the synthesis of ethapolan and biomass, it was determined that the optimal molar ratio of the concentrations of energy-deficient (sucrose) and energy-excessive (sunflower oil) substrates in the mixture was 1.0:0.9. Experiments have shown that the highest values of exopolysaccharide synthesis were observed at the molar ratio of monosubstrates in mixture 1.0:1.1, which is as close as possible to the theoretically calculated one. It was shown that increasing concentration of molasses and refined oil in mixture from 1.0 to 1.5% was accompanied by increase in amount of synthesized exopolysaccharide and its synthesizing capacity in 1.2 and 1.3 times, respectively. The possibility of replacing refined oil in a mixture with molasses for various types of waste (after frying potatoes, meat, vegetables and mixed) was established. The maximum parameters of exopolysaccharide synthesis (concentration 14 g/l, synthesizing capacity 3.5 g exopolysaccharide /g biomass) were observed when using mixed waste oil for both inoculum obtaining and EPS biosynthesis. The obtained results testify to the possibility of development of universal technology for obtaining microbal exopolysaccharide ethapolan on a mixture of waste (molasses and waste oil) independent of the type and provider of waste oil. Метою роботи було встановити умови культивування Acinetobacter sp. ІМВ В-7005, які забезпечували би максимальні показники синтезу мікробного екзополісахариду етаполану на суміші меляси та соняшникової олії, а також дослідити можливість заміни рафінованої олії в суміші з мелясою на відпрацьовану. На основі теоретичних розрахунків енерговитрат на синтез етаполану та біомаси визначено, що оптимальне молярне співвідношення концентрацій енергетично дефіцитного (сахароза) та надлишкового (соняшникова олія) субстратів у суміші становить 1,0:0,9. Експерименти показали, що найвищі показники синтезу екзополісахариду етаполану спостерігалися за молярного співвідношення моносубстратів у суміші 1,0:1,1, максимально наближеного до теоретично розрахованого. Підвищення концентрації меляси та рафінованої олії у суміші з 1,0 до 1,5% супроводжувалося збільшенням кількості синтезованого екзополісахариду етаполану та його синтезувальної здатності в 1,2 і 1,3 раза відповідно. Встановлено можливість заміни рафінованої олії в суміші з мелясою на різні типи відпрацьованої (після смаження картоплі, м’яса, овочів та змішану). Найвищі показники синтезу екзо- полісахариду етаполану (концентрація 14 г/л, синтезувальна здатність 3,5 г екзополісахариду етаполану/г біомаси) спостерігалися за умови використання змішаної відпрацьованої олії як для одержання посівного матеріалу, так і біосинтезу екзополісахариду етаполану. Одержані результати засвідчують можливість створення універсальної технології одержання мікробного екзополісахариду етаполану на суміші відходів (меляси та відпрацьованої олії), незалежно від типу та постачальника відпрацьованої олії.
Intensification of microbial exopolysaccharide ethapolan synthesis on the mixture of energy-excessive substrates
(2021) Voronenko, Andryi; Pirog, Tatiana
Introduction. The cultivation conditions of Acinetobacter sp. IMV B-7005, providing maximum synthesis of exopolysaccharide (EPS) ethapolan on the mixture of ethanol and sunflower oil were studied, as well as the possibility of replacing refined oil in the mixture with ethanol on a waste one was demonstrated. Materials and methods. Strain IMV B-7005 was grown in liquid mineral media, containing the mixture of ethanol and sunflower oil of various quality, as well as appropriate monosubstrates. The optimal molar ratio of the concentrations of substrates in the mixture was calculated theoretically according to Babel’s concept. The EPS concentration was determined gravimetrically after precipitation with isopropanol, the EPS-synthesizing ability – as the ratio of the EPS concentration to the concentration of biomass and expressed in g EPS/g biomass. Results and discussion. The highest rates of ethapolan synthesis were observed with the molar ratio of concentrations of ethanol and refined sunflower oil in the mixture of 1:0.056, as close as possible to the theoretically calculated (1:0.076), and the use of inoculum grown on ethanol. Further increasing of the concentrations of ethanol and oil led to a decrease in pH of the culture fluid to a suboptimal level for the EPS synthesis (4.5-4.8). To ensure the synthesis of ethapolan on a medium with high concentrations of ethanol (4%) and oil (1.2%) ammonium nitrate was replaced with an equimolar amount of nitrogen KNO3 (0.8 g/l), which is transported into cells by the symport with proton; fractional introduction of substrates in five equal portions during cultivation was carried out and was increased the concentration of Mg2+ cations, which are one of the activators of acetyl-CoA synthetase in Acinetobacter sp. IMV B-7005 affecting the enzymatic activity of systems responsible for the catabolism of fatty acids. Under such cultivation conditions, regardless of the type of used sunflower oil (refined or mixed waste) in the mixture with ethanol, the concentration of ethapolan reached 13.5-16.0 g/l, and EPS-synthesizing ability – 3.1-3.7 g EPS/g of biomass, which were respectively 3.2-3.8 and 1.6-1.9 times higher than before optimization. Conclusions. Based on determining the optimal molar ratio of monosubstrate concentrations in the mixture, modification of the medium composition (replacement of ammonium nitrate with potassium nitrate, increasing the content of magnesium cations, replacement of refined oil on a mixed waste one) and fractional addition of substrates the possibility of intensification of ethapolan synthesis on the mixture of energy-excessive substrates (ethanol and sunflower oil) was established.
Non-traditional producers of microbial exopolysaccharides
(2018) Pirog, Tatiana; Voronenko, Andryi; Ivahniuk, Mykola
Data on exopolysaccharides synthesis by psychrophilic fungi and bacteriae, halo- and thermophilic archaea and bacteriae, including those isolated from deep-sea hydrothermal vents − sources − were provided. Physiologic significance, physico-chemical properties and possible practical applications of exopolysaccharides from unusual sources were analyzed. Most of them have immunomodulating, antiviral, anticoagulant, antitumor, antioxidant activities promising for medical and pharmaceutical applications. Meanwhile, based on the literature date, the conclusion follows about the urgent necessity to develop efficient technologies for synthesis of these exopolysaccharides by nontraditional producers, which currently lags far behind common techniques. Наведено дані про синтез екзополісахаридів психрофільними грибами та бактеріями, гало- та термофільними археями та бактеріями, у тому числі виділеними з глибоководних гідротерм – джерел. Було проаналізовано фізіологічне значення, фізико-хімічні властивості та можливі практичні застосування екзополісахаридів з незвичайних джерел. Більшість із них мають імуномодулюючу, противірусну, антикоагулянтну, протипухлинну, антиоксидантну активність, перспективну для застосування в медицині та фармацевтиці. Водночас, виходячи з літературних даних, випливає висновок про нагальну необхідність розробки ефективних технологій синтезу цих екзополісахаридів нетрадиційними продуцентами, які на сьогодні значно відстають від загальноприйнятих.
Peculiarities of microbial exopolysaccharide ethapolan synthesis on mixed waste oils
(2018) Ivahniuk, Mykola; Voronenko, Andryi; Pirog, Tatiana
Possibility of the microbial exopolysaccharide (EPS) ethapolan (the producer − Acinetobacter sp. IMB B-7005) synthesis intensification on the mixture of waste oils of various types and quality, as well as the emulsifying properties of that EPS, synthesized in such conditions, were studied. Materials and methods. Cultivation of Acinetobacter sp. IМV B-7005 strain was performed in liquid medium, containing as a carbon source waste oils (sunflower, corn, olive) at concentration 5%, v/v. EPS concentration was determined gravimetrically after precipitation with isopropanol, EPS-synthesizing ability − as a ratio of EPS concentration to biomass concentration, wich was expressed as g EPS / g biomass. Results and discussions. Regardless of the oil type in the inoculum obtaining medium (olive or sunflower), the ethapolan synthesis indexes on the mixture of waste sunflower and olive oils (in the ratio of 1:4; 4:1; 1:1) were slightly lower than in conditions of the producer growth on refined sunflower oil, but at the same time increasing of the EPS-synthesizing ability on 14−41% was observed. Using mixed after frying meat, potatoes, onions and cheese sunflower oil as a substrate for the ethapolan production accompanied by the synthesis of the same polysaccharide concentration, as well as on refined oil. Reduction of the initial quantity of mixed sunflower oil to 1.25−2% with followed fractional adding in portions of 1.25−1.5% in the cultivation process to the final amount of 5% was accompanied by increase of ethapolan concentration on 15−20% compared to a one-time addition of 5% substrate. Solutions of the synthesized under such conditions polysaccharide at concentration of 0.05% emulsified hexadecane, gasoline, diesel fuel (emulsification index 48−52%), and the formed emulsion was stable for 20 days. Conclusion. The results demonstrate the possibility of universal technology creating for microbial exopolysaccharide ethapolan production on mixed waste sunflower oil, regardless of the substrate type and supplier. Можливість інтенсифікації синтезу мікробного екзополісахариду (ЕПС) етаполана (продуцент − Acinetobacter sp. IMB B-7005) на суміші відпрацьованих масел різного типу та якості, а також емульгуючі властивості цього ЕПС, синтезованого в таких умовах, були вивчені. Матеріали та методи. Культивування Acinetobacter sp. Штам IМV B-7005 проводили на рідкому середовищі, що містить як джерело вуглецю відпрацьовані олії (соняшникова, кукурудзяна, оливкова) у концентрації 5 % об./об. Концентрацію ЕПС визначали гравіметрично після осадження ізопропанолом, ЕПС-синтезуючу здатність − як відношення концентрації ЕПС до концентрації біомаси, яке виражали як г ЕПС / г біомаси. Результати та обговорення. Незалежно від типу олії в середовищі отримання інокулята (оливкова чи соняшникова) показники синтезу етаполану на суміші відходів соняшникової та оливкової олій (у співвідношенні 1:4; 4:1; 1:1) були дещо нижчими, ніж в умовах зростання продуцента на рафінованій соняшниковій олії, але при цьому спостерігалося підвищення ЕПС-синтезуючої здатності на 14−41%. Використання змішаної після смаження м’яса, картоплі, цибулі та сиру соняшникової олії як субстрат для виробництва етаполану, що супроводжується синтезом полісахаридів такої ж концентрації, як і на рафінованій олії. Зменшення вихідної кількості суміші соняшникової олії до 1,25−2 % з наступним дробовим додаванням порціями 1,25−1,5 % у процесі культивації до кінцевої кількості 5 % супроводжувалося підвищенням концентрації етаполану на 15−20 % порівняно з одноразове додавання 5% субстрату. Розчини синтезованого в таких умовах полісахариду концентрацією 0,05 % емульгували гексадекан, бензин, дизельне паливо (індекс емульгування 48−52 %), і утворена емульсія була стабільною протягом 20 діб. Висновок. Результати демонструють можливість створення універсальної технології виробництва мікробного екзополісахариду етаполану на змішаних відходах соняшникової олії незалежно від типу субстрату та постачальника.
Production of exopolysaccharide ethapolan by Acinetobacter sp. IMV B-7005 on fried oil and oil-containing mixed substrates
(2020) Voronenko, Andryi; Ivahniuk, Mykola; Pirog, Tatiana
Nowadays, the majority of microbial EPS are not produced on an industrial scale because of high cost and low yield of the target product. In this study, the cultivation conditions of Acinetobacter sp. IMV B–7005 for the efficient process of exopolysaccharide ethapolan synthesis on refined or cheaper waste oil and oil–containing mixed substrates were established. The production efficiency on the selected substrates was evaluated by the amount of synthesized ethapolan (g/l) and EPS–synthesizing ability (g EPS/g biomass). Regardless of the quality (sunflower, corn, olive, rapeseed) and type (after frying meat or potatoes) of waste oil in the biosynthesis medium, it was found that the polysaccharide synthesis and its rheological properties were at the level obtained using the refined substrate. Use of waste oil, especially mixed one, in mixture with molasses or acetate allows increasing the amount of synthesized EPS to 14–16 g/l. The obtained results show the possibility of developing a universal technology of ethapolan production on the oil–containing substrates and their mixtures, which is independent of the type and quality of the waste oil, as well as its supplier.
Рroduction of exopolysaccharide ethapolan under Acinetobacter sp. IMV B-7005 cultivation on the mixture of acetate and sunflower oil
(2020) Pirog, Tatiana; Voronenko, Andryi; Yarosh, Maryna
The aim of the work was to establish the cultivation conditions of Acinetobacter sp. IMV B-7005 for providing the maximum indicators of the exopolysaccharide ethapolan synthesis on the mixture of acetate and sunflower oil, as well as to study the possibility of replacing the refined oil in the mixture with acetate on a waste one. The optimal molar ratio of concentrations for refined sunflower oil and acetate in the mixture was calculated theoretically according to Babel’s concept of “auxiliary substrate”. The EPS concentration was determined gravimetrically after precipitation with isopropanol. The EPS-synthesizing ability was calculated as the ratio of the EPS concentration to the concentration of biomass and expressed in g EPS/g biomass. Based on theoretical calculations of energy requirements for EPS synthesis and biomass of Acinetobacter sp. B-7005 on energy-deficient substrate (acetate) it was found that molar ratio for the concentrations of sodium acetate and oil in the mixture, at which the maximum EPS synthesis was achieved, should be 1:0.13. It was experimentally confirmed that at this ratio of monosubstrate concentrations and the use of the inoculum grown on refined oil, the synthesis rates of ethapolan were higher than at the other ratios of acetate and oil concentrations in the mixture. However, the assimilation of sodium acetate through the symport with proton led to an increase in pH of the culture liquid to 9.0−9.3, which is not optimal for EPS synthesis. Decrease of the medium alkaline component and fractional introduction of substrates enabled not only to stabilize pH at the level of 7.8−7.9, but to increase the amount of synthesized ethapolan to 16−17 g/l, which was achieved regardless of the type of used oil (refined or mixed waste) in the mixture with acetate. Метою роботи було встановити умови культивування Acinetobacter sp. ІМВ В-7005, які б забезпечували максимальні показники синтезу мікробного екзополісахариду (ЕПС) етаполану на суміші ацетату та соняшникової олії, а також дослідити можливість заміни рафінованої олії в суміші з ацетатом на відпрацьовану. Оптимальне молярне співвідношення концентрацій рафінованої соняшникової олії та ацетату в суміші розраховували теоретично згідно з концепцією «допоміжного субстрату» Бабеля. Концентрацію ЕПС визначали ваговим методом після осадження ізопропанолом, ЕПС-синтезувальну здатність — як відношення концентрації ЕПС до біомаси та виражали у г ЕПС/г біомаси. На основі теоретичних розрахунків енергетичних потреб синтезу ЕПС і біомаси Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 на енергетично дефіцитному субстраті (ацетат) встановлено, що молярне співвідношення концентрацій ацетату натрію та олії в суміші, за якого досягається максимальний синтез ЕПС, має становити 1:0,13. Експериментально підтверджено, що за даного співвідношення концентрацій моносубстратів та з використанням інокуляту, вирощеного на рафінованій олії, показники синтезу етаполану були вищими, ніж за інших співвідношень концентрацій ацетату та олії в суміші. Проте асиміляція ацетату натрію симпортом з протоном призводила до підвищення рН культуральної рідини до 9,09,3, що є неоптимальним для синтезу ЕПС. Зниження вмісту лужної складової середовища та дробне внесення субстратів дало змогу не лише стабілізувати рН на рівні 7,87,9, а й підвищити кількість синтезованого етаполану до рівня 1617 г/л, якого було досягнено незалежно від типу використаної олії (рафінованої або змішаної відпрацьованої) в суміші з ацетатом.