Development of High Cell Density Cultivation Strategies for Improved Medium Chain Length Polyhydroxyalkanoate Productivity Using Pseudomonas putida LS46
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Notice bibliographique
Résumé
High cell density (HCD) fed-batch cultures are widely perceived as a requisite for high-productivity polyhydroxyalkanoate (PHA) cultivation processes. In this work, a reactive pulse feed strategy (based on real-time CO2 or dissolved oxygen (DO) measurements as feedback variables) was used to control an oxygen-limited fed-batch process for improved productivity of medium chain length (mcl-) PHAs synthesized by Pseudomonas putida LS46. Despite the onset of oxygen limitation half-way through the process (14 h post inoculation), 28.8 ± 3.9 g L−1 total biomass (with PHA content up to 61 ± 8% cell dry mass) was reliably achieved within 27 h using octanoic acid as the carbon source in a bench-scale (7 L) bioreactor operated under atmospheric conditions. This resulted in a final volumetric productivity of 0.66 ± 0.14 g L−1 h−1. Delivering carbon to the bioreactor as a continuous drip feed process (a proactive feeding strategy compared to pulse feeding) made little difference on the final volumetric productivity of 0.60 ± 0.04 g L−1 h−1. However, the drip feed strategy favored production of non-PHA residual biomass during the growth phase, while pulse feeding favored a higher rate of mcl-PHA synthesis and yield during the storage phase. Overall, it was shown that the inherent O2-limitation brought about by HCD cultures can be used as a simple and effective control strategy for mcl-PHA synthesis from fatty acids. Furthermore, the pulse feed strategy appears to be a relatively easy and reliable method for rapid optimization of fed-batch processes, particularly when using toxic substrates like octanoic acid.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
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| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
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| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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