ข่าวสาร

งานวิจัยนี้ได้พัฒนาแบบจำลองสำหรับการเพาะเลี้ยงเชื้อ Candida tropicalis TISTR 5306 ในสารอาหารที่มี ไซโลส (10-100 กรัม/ลิตร) และกลูโคส (1-10 กรัม/ลิตร) ในอัตราส่วน 10:1 โดยใช้สมการทางคณิตศาสตร์ที่ปรับปรุงใหม่ แบบจำลองนี้คำนึงถึงปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของเชื้อ เช่น ปริมาณสารอาหาร ขีดจำกัดของสารตั้งต้น และการยับยั้งจากสารอาหารและผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น ผลการทดลองพบว่า แบบจำลองสามารถคาดการณ์พฤติกรรมของเชื้อได้แม่นยำ โดยเมื่อนำไปใช้คำนวณการผลิตไซลิทอลจากซังข้าวโพดที่ไม่ผ่านการกำจัดสารพิษ ก็ยังให้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกับข้อมูลจริงเป็นอย่างดี แบบจำลองนี้สามารถนำไปใช้วางแผนการผลิตไซลิทอลในระดับอุตสาหกรรม และช่วยพัฒนาระบบการเพาะเลี้ยงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยใช้วัตถุดิบเหลือใช้จากภาคเกษตรกรรมให้เกิดประโยชน์สูงสุด

This study developed a model for cultivating Candida tropicalis TISTR 5306 in a nutrient medium containing xylose (10-100 g/L) and glucose (1-10 g/L) at a 10:1 ratio using a modified mathematical equation. The model considers key factors affecting microbial growth, including nutrient availability, substrate limitation, and inhibition from both substrates and products. Experimental results demonstrated that the model accurately predicts microbial behavior. When applied to xylitol production from non-detoxified corncob hydrolysate, the model provided results consistent with experimental data. This model can be utilized for planning industrial-scale xylitol production and optimizing microbial cultivation systems. Furthermore, it supports the efficient use of agricultural waste, contributing to a more sustainable and resource-efficient bioprocessing approach.

Topic: Co-substrate model development and validation on pure sugars and corncob hemicellulosic hydrolysate for xylitol production

Authors: Feng, J.| Techapun, C.| Phimolsiripol, Y.| Rachtanapun, P.| Phongthai, S.| Khemacheewakul, J.| Taesuwan, S.| Porninta, K.| Htike, S.L.| Mahakuntha, C.| Sommanee, S.| Nunta, R.| Kumar, A.| Leksawasdi, N.

Abstract: 
A co-substrate model of Candida tropicalis TISTR 5306 cultivated in 10 - 100 g/L xylose and 1 - 10 g/L glucose at the ratio of 10:1 was developed based in part on modified Monod equation. The kinetic parameters include substrate limitation as well as substrate and product inhibitions with inclusion of threshold values. A general good fitting with average RSS_total, R², and MS_total values of 162, 0.979, and 10.8, respectively, was achieved between ten simulated profiles and experimental kinetics data. The implementation of developed model on xylitol production from non-detoxified corncob hemicellulosic hydrolysate resulted in relatively good agreement with RSS_total, R², and MS_total values of 368, 0.988, and 24.5, respectively. The developed model can be applied to predict microbial behavior in batch xylitol production system using hemicellulosic hydrolysate over a xylose range of 10 - 100 g/L and provide useful information for subsequent design of fed-batch and continuous systems to achieve the efficient sustainable resource management of this agricultural and agro-industrial waste.

Keywords: Candida tropicalis; Co-substrate cultivation; Hemicellulosic hydrolysate; Model development; Xylitol production

View at publisher: https://www.nature.com/articles/s41598-024-77462-y