INTERACTION BETWEEN GEL STRENGTH AND YEAST CELLS IMMOBILIZED IN CALCIUM ALGINATE GEL

Abstract

THE OBJECTIVE OF THE PROJECT IS TO IMPROVE THE DURABILITY OF CALCIUM ALGINATE GEL, AS AN IMMOBILITY MATRIX FOR YEAST IN AEROBIC CULTURE, BY INCREASING THE ALGINATE CONTENT OF THE GEL IN THE RANGE 4.5, 6.0 AND 8.0 WT%, SO THAT THE IMMOBILIZED YEAST BIOPARTICLE CAN BE USED FOR AT LEAST 500 HRS CONTINUOUS CULTURE, AND TO INVESTIGATE THE INTERACTION BETWEEN THE GEL MATRIX AND THE IMMOBILIZED CELLS. THE YEAST, S. CEREVISIAE NCYC 1026, HAS BEEN ASEPTICALLY IMMOBILIZEDIN THIN CALCIUM ALGINATE GEL DISCS OF THE REQUIRED ALGINATE CONTENT, AND AEROBICALLY CULTURED IN A CHEMICALLY DEFINED LIQUID CULTURE MEDIUM. THE IMMOBILIZED YEAST GEL DISCS HAVE BEEN CONTINOUSLY CULTURED IN AN AIR LIFT BIOREACTOR FOR AT LEAST 500 HOURS. THE CALCIUM ALGINATE GEL WAS FOUND TO HAVE A SIGNIFICANT EFFECT ON GLUCOSE UPTAKE BY INDUCING ACTIVE TRANSPORT IN THE YEAST. OTHERWISE THE GEL HAD NO ADVERSE ACTION ON THE YEAST. DURING CONTINUOUS CULTURE THE KEY OPERATIONAL PARAMETER WERE FOUND TO BE EFFECTIVE DIFFUSIVITY OF GLUCOSE IN THE GEL MATRIX SOLID PHASE AND IMMOBILIZED CELL BIOMASS HOLD-UP. THE 6 WT% ALGINATE CONTENT GEL WAS FOUND TO BE THE OPTIMUM GEL FOR IMMOBILIZED CELL FUNCTION AND DURABILITY OF THE GEL.

ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΙΝΑΙ Η ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΗΣ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΓΕΛΗΣ (ΚΟΛΛΟΕΙΔΟΥΣ ΠΗΓΜΑΤΟΣ) CALCIUM ALGINATE GEL ΩΣ ΜΙΑΣ ΑΚΙΝΗΤΟΠΟΙΟΥΣΑΣ ΡΙΖΑΣ ΤΗΣ ΖΥΜΗΣ ΣΕ ΑΕΡΟΒΙΟ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ, ΔΙΑ ΤΗΣ ΑΥΞΗΣΕΩΣ ΣΕ ALGINATE ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΓΕΛΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ 4.5, 6.0, 8.0 WT%, ΕΤΣΙ ΠΟΥ ΤΟ ΑΚΙΝΗΤΟΠΟΙΗΘΕΝ ΒΙΟΣΩΜΑΤΙΔΙΟ ΤΗΣ ΖΥΜΗΣ ΝΑ ΔΥΝΑΤΑΙ ΝΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΕΠΙ 500 ΩΡΕΣ ΤΟΥΛΑΧΙΣΤΟΝ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ, ΚΑΙ Η ΕΡΕΥΝΑ ΤΗΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΜΕΤΑΞΥ ΤΗΣ ΓΕΛΟΜΗΤΡΑΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΑΚΙΝΗΤΟΠΟΙΟΥΜΕΝΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ. Η ΖΥΜΗ S. CEREVISIAE NCYC 1026, ΑΚΙΝΗΤΟΠΟΙΗΘΗΚΕ ΣΕ ΛΕΠΤΟΥΣ ΔΙΣΚΟΥΣ CALCIUM ALGINATE GEL ΚΑΙ ΚΑΛΛΙΕΡΓΗΘΗΚΕ ΑΕΡΟΒΙΩΣ ΣΕ ΕΝΑ ΧΗΜΙΚΩΣ ΚΑΘΟΡΙΖΟΜΕΝΟ ΜΕΣΟ ΥΓΡΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ. ΟΙ ΑΚΙΝΗΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟΙ ΔΙΣΚΟΙ ΚΑΛΛΙΕΡΓΗΘΗΚΑΝ ΣΥΝΕΧΩΣ ΣΕ ΑΕΡΟΑΝΥΨΩΤΙΚΟ ΒΙΟΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑ. ΠΑΡΑΤΗΡΗΘΗΚΕ ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΣΤΗΝ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΗΣ ΓΛΥΚΟΖΗΣ ΜΕ ΕΝΕΡΓΟ ΜΕΤΑΦΟΡΑ (ΕΚΤΟΠΙΣΗ) ΣΤΗ ΖΥΜΗ. Η ΓΕΛΗ ΔΕΝ ΑΣΚΗΣΕ ΑΝΤΙΞΟΗ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΣΤΗ ΖΥΜΗ. ΣΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΗΤΑΝ Η ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΧΥΤΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΓΛΥΚΟΖΗΣ ΣΤΗ ΣΤΕΡΕΑ ΦΑΣΗ ΤΗΣ ΓΕΛΟΜΗΤΡΑΣ ΚΑΙ Ο ΑΚΙΝΗΤΟΠΟΙΟΥΜΕΝΟΣ ΟΓΚΟΣ ΤΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ. ΙΔΑΝΙΚΗ ΓΕΛΗ ΓΙΑΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΑΙ ΑΝΤΟΧΗ ΗΤΑΝ ΤΟΥ 6.0 WT%.