Απομόνωση και μοριακή ταυτοποίηση νέων ειδών που παράγουν βακτηριακή κυτταρίνη και οξικό οξύ από αυθόρμητες ζυμώσεις οίνων : χημική ανάλυση και φυσικοχημικός χαρακτηρισμός των μικροβιακών προϊόντων

datacite.contributor.RelatedPersonΒλάμης, Αλέξιος
datacite.contributor.RelatedPersonΚαλογιάννη, Δέσποινα
datacite.contributor.SupervisorΜπεκατώρου, Αργυρώ
dc.contributor.authorΚαρακοβούνη, Βασιλική
dc.contributor.otherKarakovouni, Vasiliki
dc.date.accessioned2023-11-20T09:04:45Z
dc.date.available2023-11-20T09:04:45Z
dc.date.issued2023-07
dc.degreemasterThesis
dc.description.abstractΤα οξικά βακτήρια (Acetic Acid Bacteria, ΑΑΒ) είναι ευρέως διαδεδομένα στη φύση. Διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη βιομηχανία τροφίμων λόγω της ικανότητάς τους να οξειδώνουν πολλούς τύπους σακχάρων και αλκοολών σε οργανικά οξέα ως τελικά προϊόντα κατά τη διαδικασία της ζύμωσης. Η πιο γνωστή βιομηχανική εφαρμογή των ΑΑΒ είναι η παραγωγή ξυδιού. Αυτή η ομάδα βακτηρίων χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή κυτταρίνης. Από την άλλη πλευρά, η οξειδωτική ικανότητα των ΑΑΒ θα μπορούσε να έχει επίδραση αλλοίωσης σε ορισμένα προϊόντα, όπως ο οίνος. Συγκεκριμένα, στη παρούσα έρευνα στόχος ήταν η απομόνωση νέων οξικών βακτηρίων από αυθόρμητες ζυμώσεις οίνων, τα οποία θα παράγουν οξικό οξύ και βακτηριακή κυτταρίνη (BK) καθώς και η ταυτοποίηση τους με τη μοριακή μέθοδο PCR. Πιο αναλυτικά, απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν δύο στελέχη AAB από διαφορετικούς οίνους, τα οποία ελέγχθηκαν για την καταλληλότητά τους να παράγουν οξικό οξύ και BK. Το Στέλεχος 1 είναι ικανό να πραγματοποιήσει οξική ζύμωση, παράγοντας οξικό οξύ τόσο σε θρεπτικό υπόστρωμα με γλυκερόλη, όσο και σε οίνο. Στο προϊόν έγιναν αναλύσεις όπως προσδιορισμός του ολικού φαινολικού περιεχομένου (555,1±19,2 mg GAΕ/L ξυδιού σε οίνο), της αντιοξειδωτικής ικανότητας (167,5±1,10 mg Ασκορβικού οξέος/L ξυδιού σε οίνο), του pH (2,95±0,01 σε συνθετικό μέσο, 2,42±0,01 σε οίνο), της πτητικής οξύτητας (12,78±0,01% w/v οξικού οξέος σε συνθετικό μέσο, 14,53±0,02 % w/v οξικού οξέος σε οίνο) και του προσδιορισμού του οξικού οξέος με τη μέθοδο HPLC (7,81±0,05% w/v οξικού οξέος σε συνθετικό μέσο, 12,92±0,08% w/v οξικού οξέος σε οίνο). Από τα αποτελέσματα αυτά το συγκεκριμένο στέλεχος έχει τη δυνατότητα “υπεροξείδωσης”, μετατρέποντας το οξικό οξύ σε CO2 και Η2Ο, γι’ αυτό η ζύμωση πρέπει να σταματήσει την 16η ημέρα της ζύμωσης. Το Στέλεχος 2 παράγει ΒΚ δίνοντας ενθαρρυντικά αποτελέσματα στις αποδόσεις παραγωγής της σε διαφορετικά θρεπτικά υποστρώματα, χρησιμοποιώντας ως πηγή C γλυκόζη (4,53±0,07 g/L), φρουκτόζη (9,27±0,15 g/L) και σακχαρόζη (3,20±0,15 g/L), ενώ έγινε έλεγχος της κατανάλωσης των σακχάρων (γλυκόζη, φρουκτόζη, σακχαρόζη) στα υποστρώματα μετά την παραγωγή της ΒΚ, με HPLC (1,05±0,02, 1,52±0,01, 1,32±0,00% w/v, αντίστοιχα). Τέλος, πραγματοποιήθηκε μελέτη των επιφανειακών ιδιοτήτων της ΒΚ με SEM, XRD, ΒΕΤ και FTIR. Από την μοριακή ταυτοποίηση βρέθηκε ότι και τα δυο στελέχη ανήκουν στο είδος Acetobacter pasterianus και συγκεκριμένα Acetobacter pasteurianus subsp. pasteurianus strain 3035 (Στέλεχος 1) και Acetobacter pasteurianus strain E7-4 (Στέλεχος 2).
dc.description.translatedabstractAcetic acid bacteria (AAB) are widespread in nature. They play an important role in the food industry due to their ability to oxidize many types of sugars and alcohols to organic acids as end products during the fermentation process. The most well-known industrial application of AAB is the production of vinegar. This group of bacteria is also used in cellulose production. On the other hand, the oxidizing capacity of AAB could have a spoilage effect on some products, such as wine. Specifically, in the present research the aim was the isolation of new acetic bacteria from spontaneous wine fermentations, which will produce acetic acid and bacterial cellulose (BC), as well as their molecular identification by PCR. More specifically, two strains of AAB were isolated and identified from different wines, which were tested for their suitability to produce acetic acid and BC. Strain 1 is able to carry out acetic fermentation, producing acetic acid both in nutrient medium with glycerol and in wine. The product was analysed such as determination of the total phenolic content (555.1±19.2 mg GAE/L vinegar in wine), the antioxidant capacity (167.5±1.10 mg Ascorbic acid/L vinegar in wine), the pH (2.95±0.01 in synthetic medium, 2.42±0.01 in wine), of volatile acidity (12.78±0.01% w/v acetic acid in synthetic medium, 14.53±0.02% w/ v of acetic acid in wine) and the determination of acetic acid by the HPLC method (7.81±0.05% w/v acetic acid in synthetic medium, 12.92±0.08% w/v acetic acid in wine). From these results, this specific strain has the ability to peroxidize, converting acetic acid into CO2 and H2O, which is why the fermentation must be stopped on the 16th day of fermentation. Strain 2 produces BC giving encouraging results regarding its production yields in different nutrient substrates, using as C source glucose (4.53±0.07 g/L), fructose (9.27±0.15 g/L) and sucrose (3.20±0.15 g/L), while the consumption of sugars (glucose, fructose, sucrose) in the substrates after the production of BC was checked by HPLC method (1.05±0.02, 1.52±0.01, 1.32±0.00% w/v, respectively). Finally, a study of the surface properties of BC was carried out with SEM, XRD, BET and FTIR. From the identification with the PCR method, it was found that both strains belong to the species Acetobacter pasterianus and specifically Acetobacter pasteurianus subsp. pasteurianus strain 3035 (Strain 1) and Acetobacter pasteurianus strain E7-4 (Strain 2).
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10889/26259
dc.language.isoel
dc.subjectΟξικά βακτήρια
dc.subjectΟξικό οξύ
dc.subjectΒκτηριακή κυτταρίνη
dc.subject.alternativeAcetic acid bacteria
dc.subject.alternativeAcetobacter pasteurianus
dc.subject.alternativeAcetic acid
dc.subject.alternativeBacterial cellulose
dc.subject.alternativePCR
dc.titleΑπομόνωση και μοριακή ταυτοποίηση νέων ειδών που παράγουν βακτηριακή κυτταρίνη και οξικό οξύ από αυθόρμητες ζυμώσεις οίνων : χημική ανάλυση και φυσικοχημικός χαρακτηρισμός των μικροβιακών προϊόντων
dc.title.alternativeIsolation and molecular identification of new species producing bacterial cellulose and acetic acid from spontaneous wine fermentations : chemical analysis and physicochemical characterization of the microbial products

Files

Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
ΜΔΕ Καρακοβούνη_ΤΕΛΙΚΗ.pdf
Size:
3.78 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
5.02 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: