Corynebacterium glutamicum tarafından üretilen L-lizin için işlem değişkenlerinin istatistiksel optimizasyonu

Statistical optimization of process variables for L-liysine production by corynebacterium glutamicum

Abstract

Objectives: Response Surface Methodology was used to optimize the fermentation variables for enhancing the L-lysine production by a mutant strain of Corynebacterium glutamicum AEC-2. Methods: Among the eight independent variables studied by using Plackett-Burman design, only four variables like, the level of sugar in molasses, ammonium sulphate, incubation temperature and inoculum size were found to be significantly affecting variable for L-lysine production. Further, 24 factorial central composite design was used to determine the optimal levels of significant variables. A second order polynomial regression model was applied on the experimental data. Results: The predicted optimal levels of these variables were as follows, sugar concentration: 95.777 g/L, ammonium sulphate concentration: 24.223 g/L, temperature 30.317 °C and inoculum size: 6 % with 18.689 g/L predicted lysine value. There was 2.6 fold increase in L-lysine production as compared with lysine value obtained at original levels of these components.

Özet

Amaç: Corynebacterium glutamicum AEC-2 mutant suşu tarafından L-lizin üretiminin arttırılması amacıyla fermentasyon değişkenlerinin optimize edilmesi için yanıt yüzey yöntemi kullanılmıştır. Gereç ve Yöntemler: Plackett-Burman tasarımı kullanılarak çalışılan sekiz bağımsız değişken arasında sadece melastaki şeker düzeyi, amonyum sülfat miktarı, inkübasyon sıcaklığı ve aşılama büyüklüğü gibi dört değişkenin L-lizin üretimini belirgin bir şekilde etkilediği görülmüştür. Bu değişkenlerin en uygun düzeylerini belirlemek amacıyla 24 faktöryel merkezi karma tasarım kullanılmıştır. Deneysel verilere ikinci derece polinomik regresyon modeli uygulanmıştır. Bulgular: Bu değişkenlerin en uygun düzeyleri 18.689 g/L lizin miktarı için aşağıdaki şekilde belirlenmiştir. Şeker derişimi 95.777 g/L, amonyum sülfat derişimi 24.223 g/L, sıcaklık 30.317 °C ve aşılama büyüklüğü % 6. L-lizin üretiminde 2.6 kat artış saptanmıştır. Sonuç: Belirleme katsayısının (R2) 0.841734 olarak bulunması seçilen modelin güvenilirliğini göstermektedir.