Biologiczna metoda wytwarzania erytrytolu z glukozy przez unikatowy szczep drożdży Yarrowia lipolytica Wratislavia K1UV15

Numer oferty:  01/2024 

Nazwa rozwiązania:  
Biologiczna metoda wytwarzania erytrytolu z glukozy przez unikatowy szczep drożdży Yarrowia lipolytica Wratislavia K1UV15

POTRZEBA RYNKOWA

1 gram erytrytolu ma zaledwie 0,2 do 0,4 kcal, podczas gdy cukier stołowy to aż 4 kcal na 1 gram produktu. Indeks glikemiczny erytrytolu jest równy zero. Zarówno Chiny, jak i Unia Europejska oficjalnie uznają go za „zeroenergetyczny” i bezpieczny dla zdrowia słodzik. Ponad 90% spożywanego erytrytolu nie jest metabolizowane w organizmie człowieka i jest wydalane z moczem, nie wpływając na poziom cukru we krwi ani poziom insuliny.  Dlatego erytrytol jest często stosowany w produktach spożywczych dedykowanych dla osób chorych na cukrzycę, otyłych lub z nadwagą. Ponadto erytrytol  (E 968) jest dopuszczony jako dodatek do żywności w Unii Europejskiej (UE) w 66 różnych kategoriach żywności (reprezentujących 83 zastosowania) zgodnie z załącznikiem II część E do rozporządzenia (WE) nr 1333/2008.

Erytrytol otrzymuje się zarówno na drodze mikrobiologicznej biosyntezy, jak i syntezy chemicznej. Ze względu na wymaganą wydajność  w przemyśle stosowane są wyłącznie metody biotechnologiczne. Wykorzystują one różne gatunki drożdży i podłoża zawierające glukozę pozyskaną z biomasy, np. pszenicy lub kukurydzy. Producenci szukają stale sposobów na obniżenie ceny surowców i energochłonności procesu oraz na zwiększenie jego wydajności. Kluczowy jest wybór odpowiedniego szczepu mikroorganizmu, który zapewni odpowiednio wysoką wydajność procesu przemysłowego.

PRZEDMIOT OFERTY

Szczep drożdży Yarrowia lipolytica Wratislavia K1UV15 jest dostępny wyłącznie w kolekcji własnej Katedry Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Zapewnia on wysoką efektywność produkcji erytrytolu z glukozy na poziomie do 300 g/L. Szczep został otrzymany na drodze mutagenizacji promieniowaniem UV. Nie jest zatem organizmem modyfikowanym genetycznie. Szczep jest mutantem octanowym, który nie wykorzystuje octanu jako źródła węgla. Nie utylizuje również wyprodukowanego erytrytolu i nie tworzy uciążliwej piany w czasie hodowli.  Jest bezpieczny i osmofilny. Oferta obejmuje również metodę wytwarzania erytrytolu, którą ze względu na zastosowanie tego unikatowego szczepu nazwano „Wratislavia”. Proces biosyntezy erytrytolu prowadzi się w półciągłej  hodowli periodycznej powtórzeniowej. Kolejno z uzyskanych brzeczek fermentacyjnych otrzymuje się kryształy erytrytolu o wysokiej czystości, które jako zamiennik sacharozy można stosować w przemyśle spożywczym

PRZEWAGI

• niska produkcja produktów ubocznych, w tym szczególnie kwasu cytrynowego, co ma duże znaczenie przy procesie otrzymywania kryształów erytrytolu i jego czystości;
• wysokie  stężenie erytrytolu w brzeczce fermentacyjnej (około 300 g/L),które ułatwia odparowanie wody i zapewnia uzyskanie koncentratu o stężeniu 620-650 g/L;
• czystość kryształów erytrytolu po pierwszej krystalizacji - na poziomie powyżej 95%.

ETAP ROZWOJU

• Skala wielkolaboratoryjna w 5-litrowym reaktorze z mieszadłem mechanicznym przy objętości roboczej 2 litry;
• W hodowli periodycznej zasilanej z 300 g/L glukozy otrzymano 137    g/L erytrytolu,  11 g/L mannitolu,  2,6 g/L arabitolu i  8 g/L kwasu cytrynowego oraz 21 g/L s.m. drożdży;
• Objętościowa szybkość produkcji erytrytolu równa  0,72 g/Lh oraz wydajność  równa 0,46 g/g;
• Przy zwiększonej stopniowej podaży substratu i zastosowaniu hodowli stacjonarnej powtórzeniowej uzyskuje się do 300 g erytrytolu w 1 litrze

        

Kontakt w sprawie oferty:
dr inż. Joanna Wicińska
Centrum Badawczo-Rozwojowe
tel. 725 550 881
joanna.wicinska@upwr.edu.pl