Получение биосурфактантов Lacticaseibacillus из ферментативных гидролизатов шелухи стручков какао
Lacticaseibacillus Biosurfactant Production from Cacao Pod Husk Enzymatic Hydrolysates
María Angélica Angarita-Rangel, Laura Plazas-Tovar, Edgar Ricardo Oviedo-Ocaña, Viviana Sanchez-Torres
Аннотация (перевод)
В процессе переработки какао образуется примерно в десять раз больше отходов шелухи стручков какао (CPH), чем какао-бобов. Благодаря высокому содержанию лигноцеллюлозы CPH является альтернативным сырьем для производства сбраживаемых сахаров и биопродуктов. В данном исследовании ферментативные гидролизаты CPH использовались в качестве источника углерода для получения биосурфактантов Lacticaseibacillus. CPH подвергали щелочной предварительной обработке с последующим ферментативным гидролизом с использованием коммерческого ферментного коктейля Cellic Ctec2. Полученные гидролизаты использовались для приготовления питательных сред для выращивания Lacticaseibacillus rhamnosus и Lacticaseibacillus casei. Были оценены рост клеток и активность внеклеточных и связанных с клетками биосурфактантов. Наибольшая концентрация глюкозы в гидролизатах (11.45 g/L) была достигнута при использовании 15% (w/v) загрузки сухих веществ предварительно обработанного щелочью CPH и ферментативной нагрузке 20 FPU/g CPH в течение 3 h. Максимальный индекс эмульгирования (E24) составил 60%, что наблюдалось для внеклеточного биосурфактанта из L. rhamnosus, культивированного в среде на основе CPH без добавок. Внеклеточные биосурфактанты L. casei эффективно ингибировали образование биопленок Pseudomonas aeruginosa PA14 (39–45%) в средах на основе CPH с добавлением пептона, дрожжевого экстракта и обоих питательных веществ. Эти результаты подчеркивают потенциал ферментативных гидролизатов CPH как устойчивого источника углерода для производства биосурфактантов с эмульгирующей и антибиопленочной активностью, способствуя валоризации агропромышленных отходов какао.
Оригинальная аннотация
During cocoa processing, approximately ten times more cacao pod husk (CPH) waste is generated than cacao beans. Due to its high lignocellulosic content, CPH is an alternative feedstock for the production of fermentable sugars and bioproducts. In this study, CPH enzymatic hydrolysates were used as a carbon source to produce Lacticaseibacillus biosurfactants. CPH was subjected to alkaline pretreatment followed by enzymatic hydrolysis using the commercial enzyme cocktail Cellic Ctec2. The resulting hydrolysates were used to formulate culture media for growing Lacticaseibacillus rhamnosus and Lacticaseibacillus casei. Cell growth and the activity of extracellular and cell-bound biosurfactants were evaluated. The highest glucose concentration in the hydrolysates (11.45 g/L) was achieved using 15% (w/v) solids loading of alkaline-pretreated CPH and an enzymatic load of 20 FPU/g CPH over 3 h. The maximum emulsification index (E24) was 60%, observed with the extracellular biosurfactant from L. rhamnosus cultured in CPH-based medium without supplementation. L. casei extracellular biosurfactants were effective at inhibiting Pseudomonas aeruginosa PA14 biofilm formation (39–45%) in CPH-based media supplemented with peptone, yeast extract, and both nutrients. These findings highlight the potential of CPH enzymatic hydrolysates as a sustainable carbon source for biosurfactant production with emulsification and antibiofilm activity, contributing to the valorization of cocoa agro-industrial waste.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/cb500a85-dfc7-4304-b0f4-7463390ebe7a
DOI: 10.3390/fermentation11110641