Σε αυτή τη μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία μελετούμε την παραγωγή και τον χαρακτηρισμό μικροβιακής βιομάζας από μεθανοτρόφα βακτήρια, ως εναλλακτική πηγή πρωτεΐνης, η οποία μπορεί να αξιοποιηθεί στο μέλλον είτε στις ζωοτροφές, είτε ακόμα ως πρόσθετο στα τρόφιμα που προορίζονται για τον άνθρωπο. Συγκεκριμένα, διατυπώνονται όλα τα στάδια για την συμβατική παραγωγή βιομάζας στο εργαστήριο, οι παράγοντες που μπορεί να επηρεάσουν τον πολλαπλασιασμό των μεθανοτρόφων βακτηρίων, καθώς και οι βέλτιστες συνθήκες ανάπτυξης των υγρών καλλιεργειών που αποσκοπούν στην μέγιστη παραγωγή μικροβιακής βιομάζας πλούσια σε πρωτεΐνες. Στην συνέχεια, αναφέρονται οι τεχνικές ανάλυσης για τον χαρακτηρισμό της παραχθείσας βιομάζας, ενώ ταυτόχρονα παρατίθενται αναλυτικά τα αποτελέσματα των αναλύσεων αυτών, η ποσοστιαία συγκέντρωση των συστατικών που προσδιορίστηκαν, καθώς και η βιολογική τους αξία. Ειδικότερα, η παραχθείσα βιομάζα συνίσταται 30% από πρωτεΐνες, 15% από υδατάνθρακες και 2% από λιπίδια. Επίσης, προσδιορίστηκε το προφίλ αμινοξέων και το προφίλ λιπιδίων με τις αναλυτικές τεχνικές HPLC-FLR και GC-BID αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα αυτών αποδεικνύουν την ικανότητα των μεθανοτρόφων βακτηρίων να συνθέτουν όλα τα απαραίτητα αμινοξέα προς σχηματισμό ποικιλόμορφων πρωτεϊνών, ενώ ταυτόχρονα, τα λιπίδια που συντίθενται συμβάλλουν στην γενική επιβίωση, ανάπτυξη και προσαρμογή των βακτηρίων στις καλλιέργειες. Τέλος, με την χρήση του Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (NMR) πραγματοποιήθηκε ποιοτικός προσδιορισμός των συστατικών του υγρού θρεπτικού υλικού των καλλιεργειών, όπου ανιχνεύθηκαν αρκετά χρήσιμα παραπροϊόντα της μεταβολικής πορείας των μεθανοτρόφων βακτηρίων, όπως εκτοΐνη, φορμαλδεΰδη, μεθανόλη, ΡΗΑ & ΡΗΒ, αιθανόλη και σκουαλένιο, τα οποία μπορεί να αξιοποιηθούν από τις βιομηχανίες τροφίμων, φαρμάκων και καλλυντικών.
(EL)
In this postgraduate thesis, we examine the production and characterization of microbial biomass from methane-oxidizing bacteria, as an alternative protein source, which could be utilized in the future either in animal feed or even as an additive in human food. Specifically, all stages for the conventional production of biomass in the laboratory are outlined, including the factors that may affect the multiplication of methane-oxidizing bacteria, as well as the optimal conditions for the growth of liquid cultivations aimed at maximizing the production of microbial biomass rich in proteins. Furthermore, the analytical techniques for the characterization of the produced biomass are described, while at the same time, the detailed results of these analyses, the percentage concentration of the identified components, and their biological value are provided. Specifically, the produced biomass consists of 30% proteins, 15% carbohydrates, and 2% lipids. Additionally, the amino acid profile and lipid profile were determined using the analytical techniques HPLC-FLR and GC-BID, respectively. These results demonstrate the ability of methanotrophic bacteria to synthesize all essential amino acids for the formation of diverse proteins, while the synthesized lipids contribute to the general survival, growth, and adaptation of the bacteria in the cultures. Finally, using Nuclear Magnetic Resonance (NMR), a qualitative determination of the components of the liquid nutrient medium of the cultures was carried out, where several useful by-products of the metabolic pathway of methanotrophic bacteria were detected, such as ectoine, formaldehyde, methanol, PHA & PHB, ethanol, and squalene, which can be utilized by the food, pharmaceutical, and cosmetic industries.
(EN)
/aggregator-openarchives/portal/institutions/uoa
