Optimierung der Wachstumsbedingungen zur Verbesserung der PHA-Produktion durch Cupriavidus necator

Die Ansammlung von Polyhydroxyalkanoaten (PHAs) durch Mikroorganismen erfolgt in der Regel als Reaktion auf Umweltstressbedingungen. Daher ist es vorteilhaft, eine zweistufige Züchtung zu wählen. Die erste Phase zielt darauf ab, die Biomasseproduktion zu maximieren, und erst in der zweiten Phase, nach Festlegung der geeigneten Bedingungen, beginnt die PHA-Produktion. Ziel dieser Arbeit war es, die Zusammensetzung des minimalen Vermehrungsmediums, das für die Biomasseproduktion von Cupriavidus necator DSM 545 verwendet wird, mithilfe der Response Surface Methodology (RSM) zu optimieren. Basierend auf den Ergebnissen der Suche nach Optimierungsgrenzen wurden die Glukosekonzentration, die Ammoniumsulfatkonzentration und die Phosphatpuffer-Molarität als unabhängige Variablen gewählt. Die optimalen Werte wurden wie folgt gefunden: die Glukosekonzentration 10,8 g/L; die Ammoniumsulfatkonzentration 0,95 g/L; und die Phosphatpuffer-Molarität 60,2 mmol/L. Die prognostizierte Biomassekonzentration betrug 4,54 g/L, und der verifizierte Wert lag bei 4,84 g/L. Obwohl sich diese Arbeit hauptsächlich auf die Bestimmung der optimalen Zusammensetzung des Vermehrungsmediums konzentrierte, bewerteten wir auch die optimale Zusammensetzung des Produktionsmediums und fanden heraus, dass die optimale Glukosekonzentration 6,7 g/L; die Ammoniumsulfatkonzentration 0,60 g/L; und die Phosphatpuffer-Molarität 20 mmol/L betrug. Der prognostizierte PHB-Ertrag betrug 54,7 % (w/w) der trockenen Biomasse, und der verifizierte Wert lag bei 49,1 %.