U ovom je radu provedeno optimiranje podloge za proizvodnju 5'-fosfodiesteraze iz plijesni Penicillium citrinum trima metodama: jednofaktorskom, ortogononalnom i metodom odzivnih površina. Primjenom ...jednofaktorske metode istražen je utjecaj izvora ugljika, dušika, fosfora i iona metala na proizvodnju 5'-fosfodiesteraze. Upotrijebljeni su razni izvori ugljika i dušika, među kojima su glukoza i pepton bili najprikladniji za proizvodnju 5'-fosfodiesteraze. Nakon toga su, primjenom ortogonalne metode, optimirane koncentracije glukoze, peptona, sačme od neoljuštena orašca, Zn2+ iona i KH2PO4. Optimiranje podloge provedeno je i metodom odzivnih površina. Kao nezavisne varijable određene su koncentracija glukoze (X1), peptona (X2) i sačme orašca (X3). Pokazalo se da su regresijski modeli bili najprikladniji za objašnjenje rezultata i prikazivanje stvarnog odnosa parametara i odziva. Optimalni su uvjeti postignuti s udjelom glukoze od 6,5 %, peptona 0,45 % i sačme orašca 1,0 %. Maksimalna aktivnost enzima 5'-fosfodiesteraze u optimalnim uvjetima iznosila je 353 U/mL, te je u podlozi optimiranoj ortogonalnom metodom bila 1,286 puta veća, a metodom odzivnih površina 1,456 puta veća nego u podlozi optimiranoj jednofaktorskom metodom.
Primjenom statističkih analiza optimiran je sastav podloge za rast micelija i proizvodnju polisaharida s pomoću gljive Tremella aurantialba u pokusima na tresilici. Primjenom jednofaktorskog modela ...izdvojena su četiri faktora (koncentracija ksilana, peptona, pšeničnih posija i jako usitnjenog kukuruznog brašna) značajnih za rast micelija i prinos polisaharida (p≤0,05). Za istraživanje međusobnih interakcija varijabli ti su faktori dalje ispitani ortogonalnom rotacijom četiriju faktora u tri razine i zaključeno je da je optimalni sastav u g/L iznosio: ksilan 40, pepton 10, pšenične posije 20, usitnjeno kukuruzno brašno 20, KH2PO4 1,2 i MgSO4×7H2O 0,6. Maksimalni prinos micelija i polisaharida na optimiranoj podlozi u bioreaktoru s miješalicom zapremnine 50 litara iznosio je 36,8 i 3,01 g/L.
Trovalentni je krom esencijalni element u tragovima, potreban za rast ljudi i životinja. Pleurotus cornucopiae SD-01 hranjiva je gljiva funkcionalnih svojstava, koja sadrži mnoge bioaktivne ...komponente. Svrha je ovoga rada bila optimirati uvjete uzgoja P. cornucopiae SD-01 u podlozi obogaćenoj kromom, i to određivanjem suhe stanične mase, udjela kroma u miceliju i stupnja obogaćivanja micelija, te analizirati aminokiselinski sastav micelija obogaćenog kromom. Optimalni sastav podloge bio je (u g/L): krumpir 200, saharoza 25, kvaščev ekstrakt 4, KH2PO4 1 i MgSO4·7H2O 1. Utvrđeni su optimalni parametri rasta: temperatura 25 °C, vrijeme uzgoja 6 dana, volumen podloge 100 mL, brzina rotacije 160 rpm i početni pH=6,5. U tim su uvjetima dobivene sljedeće vrijednosti: suha stanična masa od (6,63±0,35) g/L, veća za (23,23±1,22) %; udio kroma u miceliju od (3670±211) mg/g, veći za (18,19±1,06) % i stupanj obogaćivanja micelija kromom od (12,15±1,01) %, što je za (45,68±2,67) % više nego u kontrolnom uzorku. Utvrđeno je da se trovalentni krom u miceliju uglavnom veže za proteine i ugljikohidrate. Ukupni se udio aminokiselina u takvom obogaćenom miceliju povećao za (31,25±0,58) %, a udio esencijalnih aminokiselina za (44,26±0,76) %.
Ispitana je aktivnost β-galaktozidaze u sedam sojeva vrste Kluyveromyces u sintetskoj podlozi. Za optimiranje podloge odabran je soj Kluyveromyces marxianus CCT 7082 koji je proizveo najviše enzima. ...Pri određivanju najznačajnijih varijabla sastava podloge za proizvodnju enzima primijenjen je reducirani faktorski plan 2^(4-1). Istraženi su sljedeći parametri: koncentracija laktoze, kvaščeva ekstrakta i (NH4)2SO4 te pH-vrijednost, pa je utvrđeno da svi parametri značajno utječu na proizvodnju enzima. Prema rezultatima prvoga faktorskog plana, za izradu 2³ centralno složenog rotacijskog plana odabrani su koncentracija laktoze, kvaščeva ekstrakta i (NH4)2SO4. Daljnjim optimiranjem uvjeta fermentacije postignuta je veća aktivnost enzima, i to čak do 10,6 U/mL.
S ciljem modeliranja kinetike promjene boje kore kruha u ovom radu primijenjeni su kinetički modeli reakcija
nultog, prvog i drugog reda. Optimiranje procesa pečenja kruha provedeno je metodom ...odzivnih površina i
odabirom centralno kompozitnog plana pokusa. Procesni parametri ispitani u ovom radu su vrijeme zamjesa
(4 - 8 min), temperatura fermentacije (20 - 40 °C), vrijeme fermentacije (30 - 70 min), temperatura peći
(210 - 250 °C) i vrijeme pečenja (10 – 30 min). Promjena boje kore kruha tijekom pečenja praćena je dvjema
metodama, računalnom analizom slike te kolorimetrom. Uspješnost aproksimacije eksperimentalnih podatka
matematičkim modelima procijenjena je pomoću više statističkih kriterija (R, R2, RMSE i AARD), te je utvrđeno
da su svi ispitani modeli primjenjivi za opisivanje kinetike promjene boje kruha odabranih kultivara pšenice.
Rezultati su pokazali da su, prema statističkoj značajnosti (ANOVA) utjecaja različitih procesnih uvjeta na
promjenu boje kore kruha određivanu računalnom analizom slike najznačajniji utjecaj imali temperatura peći i
vrijeme fermentacije kod oba ispitivana kultivara pšenice. Na boju kruha određivanu kolorimetrom statistički
najznačajniji utjecaj imali su temperatura peći i vrijeme zamjesa (za uzorke kultivara Golubica), odnosno
temperatura peći i vrijeme zamjesa (za uzorke kultivara Lucija). Za uzorke kruha od kultivara Golubica određeni
su optimalni procesni uvjeti: vrijeme zamjesa od 5 min (brzina mjesilice 200 o/min), temperatura fermentacije
35 °C, vrijeme fermentacije 40 min i temperatura peći 220 °C, koji su se u odnosu na kultivara Lucija razlikovali
u dužem vremenu zamjesa (7 min) i nižoj temperaturi fermentacije (25 °C).
The aim of this research was modelling of the bread browning kinetics during baking, and for this purpose
several kinetics models were used (zero, first and second order kinetics model). Optimization of the baking
process was investigated by using response surface methodology and central composite design. Investigated
Process parameters in this study were mixing time (4 – 8 min), fermentation temperature (20 – 40 °C),
fermentation time (30 - 70 min), oven temperature (210 – 250 °C) and baking time (10 – 30 min). Digital image
analysis and colorimeter were used to evaluate the surface browning variation during bread baking.
Approximation of experimental data was estimated using several statistical criteria (R, R2, RMSE and AARD).
According to obtained results, all the tested kinetics models can be used for modelling browning kinetics of
selected bread wheat cultivars. Also results showed that the most statistical significant influence on the colour
change of bread crust (determined by digital image analysis) had oven temperature and fermentation time. For
bread samples of cultivar Golubica the most statistical significant influence on the colour change of bread crust
determined with colorimeter had oven temperature and kneading time, and for bread samples of cultivar
Lucija it was oven temperature and kneading time. For samples of bread cultivars Golubica optimal processing
conditions were as follow: mixing time of 5 minutes (speed kneader 200 rpm), fermentation temperature 35 °C,
fermentation time 40 min and oven temperature 220 °C. Compared to the bread samples cultivars Lucija
differed in longer mixing time (7 min) and lower fermentation temperature (25 °C).
Jedan od najznačajnijih pokazatelja obradivosti je hrapavost obrađene površine. U okviru ovog rada ispitivana je ovisnost hrapavosti obrađene površine o slje.dećim utjecajnim čimbenicima: obodna ...komponenta brzine rezanja, tlak zraka kojim brusna letva tlači obradak, vrijeme obrade, hrapavost obrađene površine dobivena predobradom pri obradi kratkohodnim honovanjem. Detaljna ispitivanja provedena po faktorskom planu pokusa i obrađena regresijskom analizom dala su proširene izraze za proračun srednjeg
aritmetičkog odstupanja profila kao opće najprihvatljivijeg pokazatelja hrapavosti obrađene površine. U radu je određena i ovisnost najveće visine neravnina i srednje visine neravnina o
srednjoj aritmetičkoj hrapavosti. U cilju dobivanja minimalne vrijednosti hrapavosti obrađene površine obavljena je optimiranje matematičkog modela dobivenog regresijskom analizom te su određene optimalne vrijednosti ispitivanih čimbenika. Rezultati do kojih se došlo u ovom radu vrijede za područje ispitivanja prema planu pokusa te za materijal Č1331 (DIN Ck22) i Č5431 {DIN
34CrNiMo6). Vjerojatno će se rezultati ovih pokusa moći primijeniti i na druge materijale što u svakom konkretnom slučaju treba dokazati.
Uzgojem gljive Fusarium solani fermentacijom na krutoj podlozi povećana je proizvodnja glukoamilaze (GA) primjenom različitih supstrata kao što su pšenične i rižine posije, te posije zelene soje, ...crne soje i kukuruza. Najveća aktivnost enzima dobivena je uporabom podloge od pšeničnih posija. Optimirani su fizikalni i kemijski parametri i pri optimalnim uvjetima rasta postignuta je maksimalna aktivnost enzima od (61,35±3,69) U/g suhih pšeničnih posija. Optimalni uvjeti bili su: 1 % (m/V) fruktoze kao izvora ugljika i energije, 1 % (m/m) uree kao izvora dušika, 70 % (m/V) početnog udjela vlage u krutoj podlozi, vrijeme inkubacije u trajanju od 96 h, 15 % inokuluma (m/V) s 10^6-10^7 spora/mL, temperatura inkubacije (35±1) °C i pH=5,0. Dodatkom površinski aktivnih tvari smanjila se biosinteza enzima proizvedenog fermentacijom pri optimalnim uvjetima na podlozi od pšeničnih posija s pomoću gljive F. solani.
U ovom je radu ispitan utjecaj sastava podloge i uvjeta fermentacije na istodobnu proizvodnju biomase micelija i egzopolimera s pomoću ljekovite gljive Hericium erinaceus CZ-2. Pokusi su provedeni na ...kulturama uzgojenim na tresilici, primjenom jednofaktorske metode i ortogonalnog modela. Rezultati su pokazali da su najbolji izvori dušika, minerala i kofaktora za proizvodnju biomase micelija i egzopolimera kukuruzno brašno s 1 % glukoze, ekstrakt kvasca, KH2PO4 i kukuruzni ekstrakt. Analizom ortogonalnog modela utvrđeno je da na povećanje micelija redom utječu: kukuruzno brašno s 1 % glukoze, zatim ekstrakt kvasca, kukuruzni ekstrakt i KH2PO4, a na proizvodnju egzopolimera kukuruzno brašno s glukozom, zatim KH2PO4, ekstrakt kvasca te kukuruzni ekstrakt. Najveći je prinos biomase micelija (16,07 g/L) postignut s ovim sastavom podloge (u g/L): kukuruzno brašno 30, glukoza 10, ekstrakt kvasca 3, KH2PO4 1, CaCO3 0,5 i 15 mL/L kukuruznog ekstrakta, a najveći je prinos egzopolimera (1,314 g/L) dobiven korištenjem podloge (u g/L) od: kukuruznog brašna 30, glukoze 10, ekstrakta kvasca 5, KH2PO4 3, CaCO3 0,5 i 15 mL/L kukuruznog ekstrakta. Povećanjem obujma fermentacije na 15 L dobiven je najveći prinos biomase micelija od 20,50 g/L pri optimalnim uvjetima.
Primjenom metode odzivnih površina optimirani su sastojci podloge za enzimsku proizvodnju L-cisteina iz DL-amino-Δ^2-tiazolin-4-karboksilne kiseline (DL-ATC) s pomoću Pseudomonas sp. Zjwp-14. ...Upotrebom Plackett-Burmanova eksperimentalnog dizajna od 8 ispitanih varijabla, koje utječu na aktivnost enzima u stanici i biotransformaciju DL-ATC u L-cistein, odabrani su ovi najvažniji parametri: koncentracija glicerola, DL-ATC i kvaščeva ekstrakta, te pH-vrijednost. Za daljnje optimiranje četiriju odabranih varijabla uporabljen je centralno složeni plan. Koeficijent determinacije (R^2) iznosio je 0,9817, a rezultati pokazuju da je regresijski model prikladan za objašnjenje podataka i da predstavlja stvarni odnos parametara i odziva. Optimalni sastav podloge za uzgoj Pseudomonas sp. Zjwp-14 bio je (u g/L): glicerol 16,94; DL-ATC 4,59; kvaščev ekstrakt 6,99; NaCl 5,0; pepton 5,0; goveđi ekstrakt 5,0; MgSO4·7H2O 0,4 i pH=7,94. U optimalnim eksperimentalnim uvjetima postignuta je maksimalna aktivnost enzima u stanici od 903,6 U/mL (teorijska vrijednost bila je 918,7 U/mL), što čini povećanje od 15,6 % u usporedbi s početnim sastavom podloge. U reaktoru zapremnine 5 litara vrijeme uzgoja soja Pseudomonas sp. Zjwp-14 skraćeno je za 6 sati, a maksimalna aktivnost enzima dosegla je 929,6 U/mL.
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.
