Abstrait

Biotechnologie-2013 : Modélisation mathématique de la biosorption de Ni2+ par Schizosaccharomyces pombe en utilisant une approche sigmoïde universelle - Rumeysa Bukcu - Université de Marmara

  Rumeysa Bukcu, Selcen Durmaz-Sam et A. Alp Sayar

 L'utilisation de micro-organismes comme biosorbants pour l'élimination et la purification des métaux lourds des eaux usées industrielles est devenue une alternative majeure aux méthodes traditionnelles. Les micro-organismes, actifs ou inactifs, peuvent adsorber les métaux dissous grâce à la courtoisie de leurs caractéristiques membranaires uniques. La conception de l'équipement approprié et l'estimation des valeurs d'entrée du processus principal ont une importance primordiale pour l'évaluation et la synthèse du processus dans le cadre de la recherche. Afin d'obtenir un schéma d'optimisation fiable, l'évaluation d'une large collection de données de biosorption était nécessaire. Au lieu d'utiliser une matrice de base de données longue et coûteuse, l'amélioration d'un modèle mathématique approprié basé sur des concepts de méthode et des données expérimentales tronquées peut être une méthode plus efficace pour établir un résultat d'optimisation. Une version suffisamment précise d'une machine peut être utilisée pour prédire les effets dans des situations variables sans avoir besoin d'expérimentation et de déclaration réelles. L'objectif de cette étude est de recueillir des statistiques supplémentaires sur la biosorption de Ni2+ en utilisant Schizosaccharomyces pombe en particulier à pH = 4,0 ou 6,0 et le développement d'un modèle mathématique sigmoïdal pour le processus de biosorption en cours d'étude. Cette version mathématique pourrait être un outil de simulation pour le travail d'optimisation du processus futur. Dans cette étude, Schizosaccharomyces pombe, une espèce de levures unicellulaires, a été utilisée comme biomasse pour la bioélimination de Ni2+. Des produits chimiques tels que l'agar, l'extrait de levure, le glucose, etc. pour les milieux de sous-culture, des pratiques spécifiques aux espèces de levures et des acides de qualité pure pour l'ajustement du pH étaient nécessaires. Une qualité pure de composé NiCl2 a été utilisée pour préparer les solutions de stock de nickel (II). L'équilibre entre la partie adsorbée et la partie résolue a été atteint en 3 heures. L'absorption à l'équilibre a diminué avec l'augmentation de la température, ce qui dénote un comportement exothermique. Plusieurs modèles d'isothermes tels que les isothermes de Langmuir et de Freundlich ont été utilisés pour évaluer les rapports d'équilibre. Le prix de réaction et les résidences thermodynamiques de la biosorption de Ni (II) à 20, 25, 30, 35 et 50 °C ont également été déterminés. Les investissements de MU Nihad Sayar Egitim Vakfi et du projet de recherche MU FEN-C-YLP-040712-0280 sont grandement appréciés. Jusqu'à présent, la fermentation alcoolique traditionnelle et la fermentation malolactique étaient considérées comme les seules méthodologies permettant d'obtenir un vin rouge stable d'un point de vue microbiologique avant la mise en bouteille. De nombreux chercheurs accordent aujourd'hui une attention particulière à l'utilisation de levures non-Saccharomyces en œnologie pour améliorer la qualité du vin. Ces nouvelles biotechnologies génèrent de nouvelles tendances en microbiologie du vin, pour améliorer la qualité du vin. Certaines des espèces de levures non-Saccharomyces les plus étudiées en vinification sont Candida zemplinina , Torulaspora delbrueckii, Kloeckera apiculata ,Hanseniaspora vineae, Hanseniaspora uvarum, Candida pulcherrima, Hansenula anomala, Schizosaccharomyces pombe (S. pombe) et Lachancea thermotolerans (L. thermotolerans). La plupart de ces recherches, enregistrent des inoculations séquentielles d'un non-Saccharomyces et d'un Saccharomyces cerevisiae pour produire les meilleures améliorations dans le vin exceptionnel. S. pombe a été historiquement utilisé pour la désacidification en raison du fait qu'il est capable de convertir l'acide L-malique au goût dur en éthanol, rendant les vins très acides plus doux. Cependant, les micro-organismes du genre Schizosaccharomyces sont utilisés de nos jours pour atteindre différents objectifs dans la vinification moderne. Une nouvelle utilisation implique des tactiques qui visent une libération élevée de polysaccharides au cours de la fermentation et du vieillissement sur lies. Une autre utilisation consiste à réduire les niveaux d'acide gluconique du jus de raisin initial, ce qui permet de développer un vin satisfaisant dans les moûts gâtés. S. pombe a également été prouvé pour améliorer la couleur des vins rosés, car il augmente la teneur en pigments relativement stables tels que les vitisines et la pyranoanthocyanine. Par conséquent, du point de vue de la sécurité alimentaire, le genre Schizosaccharomyces est utilisé pour produire des vins plus sûrs, car il possède une activité uréase qui évite la production de carbamate d'éthyle et réduit le risque de formation d'amines biogènes par les bactéries lactiques sauvages [1]. À l'inverse, Lachancea thermotolerans (L. thermotolerans) est utilisé pour produire des vins plus acides dans les régions chaudes à partir de moûts peu acides. L'espèce S. pombe n'a pas été utilisée historiquement pour la vinification en raison de la vie de certains effets collatéraux dus à des métabolites tels que l'acide acétique, l'acétaldéhyde, l'acétoïne et l'acétate d'éthyle. Ces problèmes ont été résolus récemment grâce à la mise en œuvre de procédures avancées de sélection des souches. La principale difficulté concernant les procédures de sélection était la difficulté de séparer une grande variété de lignées représentatives des échantillons environnementaux, limitant ainsi la capacité d'atteindre et de collecter des souches représentatives du genre Schizosaccharomyces. La variété de lignées disponibles est actuellement très faible par rapport aux lignées de Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) disponibles ; par conséquent, des processus de sélection similaires à ceux effectués pour S. cerevisiae en vinification seraient également nécessaires à l'avenir. De nouvelles biotechnologies liées à l'utilisation combinée de L. thermotolerans et de S. pombe ont déjà été étudiées concernant les paramètres de base de la vinification et des éléments avancés tels que les composés volatils aromatiques, les acides aminés ou les facteurs de sécurité alimentaire. Cependant, de nombreux autres paramètres du vin inexplorés doivent être étudiés pour cette nouvelle biotechnologie. Cette étude spécifique est centrée sur l'impact de l'utilisation combinée de L. thermotolerans et de S. pombe sur la composition en anthocyanes du vin. Une combinaison de S. pombe et de L.Les souches de levures sélectionnées thermotolerans constituent une alternative à la fermentation malolactique traditionnelle qui affecte positivement la teneur en anthocyanes du vin. Les résultats des essais de fermentation ont montré des différences positives dans plusieurs paramètres tels que l'acide acétique, le glycérol, le profil acide, l'évaluation sensorielle, la couleur et le profil anthocyanique. Biographie Rumeysa Bukcu a étudié la chimie et a obtenu son diplôme à l'âge de 21 ans de l'Université technique du Moyen-Orient. Ses intérêts de recherche comprennent la biosorption et les nouvelles technologies qui y sont liées, et elle termine actuellement sa thèse et son étude de la modélisation mathématique de la biosorption de Ni2+ en utilisant l'approche sigmoïde universelle. Elle est étudiante diplômée du département de bio-ingénierie de l'Université de Marmara. En participant au climat de partage des connaissances intellectuelles et créatives pendant la conférence, elle prévoit d'enrichir son travail de thèse. rumeysabukcu@hotmail.com