Gram-negativne bakterije koje mogu oksidirati etanol u octenu kiselinu pripadaju skupini bakterija octenog vrenja. Rasprostranjene su u prirodi i imaju važnu ulogu u proizvodnji hrane i napitaka ...poput octa i kombuche. Zbog njihove sposobnosti oksidiranja etanola u octenu kiselinu mogu se pretjerano razmnožiti u drugim napicima kao što su vino, jabukovača, pivo, te funkcionalni napici i sokovi, što dovodi do pojave nepoželjnog kiselog okusa. Ove se bakterije također koriste u proizvodnji drugih produkata metabolizma, npr. glukonske kiseline, L-sorboze i bakterijske celuloze, a koji se mogu upotrijebiti u prehrambenoj industriji ili biomedicini. Posljednjih se godina klasifikacija bakterija octenog vrenja u zasebne rodove nekoliko puta mijenjala prema njihovim morfološkim, fiziološkim i genetskim značajkama. Stoga je fokus ovog revijalnog prikaza na povijesti taksonomije, biokemijskim aspektima i metodama izolacije, identifikacije i kvantifikacije bakterija octenog vrenja s važnim biotehnološkim svojstvima.
U radu je predstavljeno istraživanje komercijalno dostupnog soka mrkve kao alternativne sirovine za proizvodnju bakterijske celuloze (BC) uz pomoć bakterije Gluconacetobacter hansenii (ATCC 23769 ™). ...Primijenjene su dvije vrste medija za kulturu: Histrin-Schramm (HS) i medij od mrkvina soka te su ti mediji statički inkubirani deset dana. Istraživani su utjecaji različitih obujama medija na mikrobni proces i iskorištenje supstrata od bakterija. Dobiveni je BC analiziran s pomoću rendgenske difrakcije (XRD), skenirajuće elektronske mikroskopije (SEM), termogravimetrijske analize (TGA) i Fourierove transformirane infracrvene spektroskopije (FT-IR). Kapacitet zadržavanja vode (WHC) nije se znatnije mijenjao pri različitom obujmu medija od mrkvina soka: pri 210 mL (38,6 %), 310 mL (35,4 %), 360 mL (36,4 %) i 410 mL (37,3 %). Međutim, medij HS pri obujmu 310 mL (77,1 %) ostvario je veći WHC u usporedbi s obujmom od 410 mL (55,8 %). Proizvodnja BC-a u mediju od mrkvina soka pokazala je veće prinose od proizvodnje celuloze u mediju HS, s vrijednostima 1,19 g, 1,35 g, 1,33 g i 1,21 g za obujam medija 210 mL, 310 mL, 360 mL i 410 mL. Prema rezultatima XRD i TGA, nije bilo značajnih razlika u kristaliničnosti i toplinskoj stabilnosti proizvedene celuloze između medija HS i mrkvina soka. FT-IR analiza BC-a proizvedenoga u mediju HS i mediju od mrkvina soka također je pokazala sličan spektar alfaceluloze i mikrokristalne celuloze.
Pozadina istraživanja. Posljednjih godina se sve više istražuje postupak proizvodnje bakterijske celuloze, jer ima višestruku mogućnost primjene, kao npr. u medicini i prehrambenoj industriji. ...Dosadašnja su istraživanja prvenstveno bila usmjerena na optimiranje postupka proizvodnje različitim metodama, kao što su primjena različitih izvora ugljika te podešavanje uvjeta uzgoja. Međutim, potrebno je dodatno ispitati optimiranje postupka proizvodnje i produbiti razumijevanje mehanizma sinteze bakterijske celuloze.
Eksperimentalni pristup. Koristili smo Plackett-Burmanov i Box-Behnkenov eksperimentalni dizajn za određivanje utjecaja različitih faktora na proizvodnju bakterijske celuloze. Ispitana je kinetika fermentacije u optimiranoj podlozi, te je okarakterizirana dobivena celuloza. Odabrali smo ovaj pristup jer omogućava identifikaciju bitnih čimbenika koji utječu na rast bakterijske celuloze, optimiranje podloge za rast i karakterizaciju dobivene celuloze.
Rezultati i zaključci. Rezultati pokazuju da su veća koncentracija šećera, veći volumni udjel kombuche i manja veličina simbiotičke kulture bakterija i kvasaca najbitniji faktori povećanja proizvodnje bakterijske celuloze, dok ostali faktori nisu imali bitan utjecaj. U optimiranoj se podlozi povećala koncentracija ukupnih fenolnih spojeva i ukupnih flavonoida, te se bitno povećala antioksidacijska aktivnost dobivenog napitka. Dobivena čista bakterijska celuloza imala je veliki kapacitet apsorpcije vode, te visoku kristaliničnost i toplinsku stabilnost.
Novina i znanstveni doprinos. Bitan znanstveni doprinos ovoga rada je u optimiranju podloge za učinkovitiju i veću proizvodnju bakterijske celuloze. Optimirana je podloga prikladna za proizvodnju napitka sličnog kombuchi s velikom koncentracijom bioaktivnih spojeva te proizvodnju termostabilne i visoko kristalinične bakterijske celuloze. Osim toga, rezultati pokazuju da proizvedena bakterijska celuloza ima veliku moć upijanja vode, pa se može upotrijebiti u proizvodnji ambalaže i biomedicinskom inženjeringu.
PDF
