Monitoring of Organic Acids in Biomass Fermentation Process and Yeast Cultivation Process

Aplikace | 2021 | ShimadzuInstrumentace
HPLC
Zaměření
Potraviny a zemědělství
Výrobce
Shimadzu

Význam tématu


Monitoring organických kyselin v procesech fermentace biomasy a pěstování kvasinek je klíčový pro optimalizaci výtěžku etanolu a rozvoj druhé generace biopaliv. Přesné stanovení látek jako kyselina octová, mléčná či mravenčí umožňuje včasnou detekci inhibičních produktů a řízení fermentačních podmínek.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem článku bylo ukázat využití systému Nexera Organic Acid Analysis System v kombinaci s polymerovými kolonymi Shim-pack Fast-OA pro rychlou, selektivní a citlivou analýzu organických kyselin v reálných vzorcích fermentačního procesu a kultivace kvasinek. Studie demonstruje časové změny koncentrací a efektivitu oddělení více kyselin během krátké doby analýzy.

Použitá metodika a instrumentace


Metodika:
  • Chromatografická separace na Shim-pack SCR-102H a Shim-pack Fast-OA kolonách
  • Mobilní fáze: reagenty z kitu pro Organic Acid Analysis System
  • Post-column pH buffering s elektrochemickou (vodivostní) detekcí
  • Pracovní podmínky: průtok 1,0 ml/min, teplota kolony 40 °C, objem injekce 10 μl

Použitá instrumentace:
  • Nexera Organic Acid Analysis System (Shimadzu)
  • Shim-pack SCR-102H (300×8,0 mm, 7 μm) a Shim-pack Fast-OA (100×7,8 mm, 5 μm) kolony
  • Mixér MR 20, vodivostní detektor, injektor s 1,5 ml skleněnými vialkami

Hlavní výsledky a diskuse


  • Rychlá separace 9 organických kyselin: konvenční kolony 2× SCR-102H za ~30 min, Fast-OA za polovinu času
  • Ve vzorcích skutečné biomasy po 48 h fermentace pokles koncentrace kyseliny octové o více než 97 %
  • Postupný nárůst koncentrací kyseliny mravenčí a mléčné jako vedlejší produkty metabolismu
  • Vzorky lignocelulózní biomasy i kultivace na melase potvrdily schopnost metody sledovat i malé časové změny koncentrací

Přínosy a praktické využití metody


  • Umožňuje rychlé a citlivé sledování fermentačních procesů v reálném čase
  • Podpora výzkumu a vývoje druhé generace biopaliv, QA/QC fermentačních procesů
  • Snížení doby analýzy a zvýšení pracovního výkonu laboratoří

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Integrace se systémy pro automatizované a on-line monitorování bioprocesů
  • Možnost kombinace s hmotnostní spektrometrií pro rozšíření analytického portfolia
  • Aplikace na další metabolické procesy a biotechnologické produkce

Závěr


Kombinace Nexera Organic Acid Analysis System s polymerovými kolonymi Shim-pack Fast-OA nabízí výrazně rychlejší, selektivní a citlivé stanovení organických kyselin ve složitých biologických matricích. Metoda přispívá ke zlepšení kontroly fermentačních procesů a podporuje rozvoj inovací v oblasti biopaliv.

Reference


No. L588, First Edition: Feb. 2021, Shimadzu Corporation
A. Tanabe, Monitoring of Organic Acids in Biomass Fermentation Process and Yeast Cultivation Process

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Various Analysis Techniques for Organic Acids and Examples of Their Application
Monitoring Organic Acids during Fermentation with Shim-pack Fast-OA High-Speed Organic Acid Analytical Column
Qualitative Analysis of UV-Absorbents in Cosmetics Based on UV-Vis Spectrum
Fermentation Processes Monitoring Using a Nexera™ Dual Injection System