Ученые создали формулу первых синтетических патоки сахарного тростника с полностью воспроизводимым составом

Патоки (меласса) — побочный продукт производства сахара-сырца с переменным и не до конца известным составом. Это затрудняет научные исследования и промышленные процессы, такие как производство топливного этанола путем ферментации с пивными дрожжами (Saccharomyces cerevisiae).

Бразильские и европейские ученые разработали синтетическую патоку с полностью известным и воспроизводимым составом. Исследование опубликовано в Scientific Reports.

Цель и методология

Основной целью было создать формулу, в которой дрожжи вели бы себя максимально похоже на их поведение в промышленной переработке натуральной патоки. Методология включала:

• Комбинацию данных из литературы и предыдущих исследований.
• Систематическую корректировку состава на основе данных реальных образцов.
• Тестирование каждого варианта на рост дрожжей до достижения поведения, аналогичного натуральной патоке.

Компоненты были разделены на питательные группы (соли, органические кислоты, витамины, микроэлементы, сахара и др.) и анализировались отдельно.

Преимущества и результаты

• Стандартизация: Синтетическая патока позволяет исследователям по всему миру использовать воспроизводимую среду для культивирования микроорганизмов и сравнивать результаты.
• Гибкость и контроль: Состав среды можно адаптировать, изменяя уровень отдельных компонентов. Это позволяет изучать влияние специфических ингибиторов роста, питательных веществ или проводить количественный анализ метаболических потоков.
• Валидация: Среда адекватно имитирует реальную патоку. Классическая среда для дрожжей YPS (дрожжевой экстракт, пептон, сахароза) для такого сравнения не подходит, так как дает сильно отличающиеся физиологические показатели.
• Пример применения: Эксперименты с регулировкой уровня азота подтвердили, что его низкое содержание увеличивает производство этанола.

Значение

Разработка открывает путь для исследователей по всему миру к созданию новых биопроцессов на основе патоки сахарного тростника — одного из важнейших сырьевых материалов в современной промышленной биотехнологии.