Optimisation of 2,3-butanediol production by Bacillus licheniformis NCIMB 8059 strain using response surface method

W pracy wykorzystano metodę płaszczyzny odpowiedzi w celu zoptymalizowania biosyntezy 2,3-butanodiolu przez szczep Bacillus licheniformis NCIMB 8059. Oceniono wpływ stężenia ekstraktu drożdżwego oraz jonów CH3COO", Fe2+i Mn2+ na końcową zawartość 2,3-butanodiolu w płynie pohodowlanym. Doświadczenie optymalizacyjne zaprojektowano w oparciu o plan D-optymalny obejmujący 25 wariantów hodowli. Zaobserwowano istotny (p < 0,05) wpływ stężenia ekstraktu drożdżowego oraz jonów CH3COO" i Mn2+na syntezę diolu. Na podstawie analizy statystycznej uzyskano optymalne wartości analizowanych zmiennych, wynoszące (g-dm3): ekstrakt drożdżowy - 4, CH3COONH4- 4, FeS04-7H20 - 0,1 oraz MnS04-H20 - 0,3, które odpowiadały końcowemu stężeniu 2,3-butanodiolu na poziomie 8,9 g-dm-3.Response surface method was used in this work in order to optimise the biosynthesis of 2,3-butanediol by strain Bacillus licheniformis NCIMB 8059. The effect of yeast extract and concentration of CH3COO", Fe2+and Mn2+ ions was evaluated on the final level of 2,3-butanediol in fermentation broth. The optimisation experiment was planned according to D-optimal design and consisted of 25 runs. Obtained results showed significant influence (p < 0,05) of the yeast extract, CH3COO" and Mn2+ concentration on the studied process. On the basis of statistic analysis, optimal values of analyzed variable were determined as follows (g-dm3): yeast extract - 4, CH3COONH4 - 4, FeS04-7 HzO - 0,1, MnS04-H20 - 0,3, that corresponded to 8,9 g-dm-3 final 2,3-butanediol concentration