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La méthode nouvelle promet de réduire des coûts de production pour la forme efficace de la vitamine K

Dans une étude novatrice qui promet de réduire des coûts de production pour la forme la plus efficace de la vitamine K -- Menaquinone-7, chercheurs d'État de Penn ont développé une méthode nouvelle pour améliorer le processus de fermentation qui produit le supplément par la fermentation liquide agitated dans un réacteur de film biologique.

Le procédé neuf, l'assumant peut être écaillé jusqu'à la production industrielle, est important parce que les études récentes entreprises par des universités aux Pays-Bas et à l'École de Médecine d'UCLA, notamment, montrent les effets salutaires essentiels liés à de grandes doses de vitamine K -- particulièrement la forme Menaquinone-7, connue sous le nom de MK-7. Ces avantages comprennent réduire des risques de la maladie cardio-vasculaire et des rappes, ostéoporose, et même lutter le cancer.

Nourritures qui sont riches en vitamine K -- comme le chou frisé, la viande rouge et le jaune d'oeuf -- ne fournissez pas assez de la vitamine pour réaliser les traitements à forte dose, qui exigeront des suppléments.

Cependant, la production MK-7 à un niveau industriel est chère et limitée parce que la fermentation bactérienne requise pour produire la vitamine jusqu'ici s'est fondée sur les stratégies « statiques » de fermentation qui sont insuffisantes pour construire la sortie de la vitamine.

Le système actuel de production -- plateaux peu profonds comportants des micros-organismes grandissants moyens solides et à base de soja seulement sur la surface -- ne supportera pas l'exigence accrue prévue pour la vitamine K, chercheur expliqué Ehsan Mahdinia, un chercheur post-doctoral en sciences de l'alimentation à l'État de Penn.

« Utilisant des réacteurs de film biologique, cependant, semble être une alternative pratique, » a dit Mahdinia. Les « réacteurs de film biologique fournissent un environnement contrôlé pour les micros-organismes aux films biologiques matures et robustes de forme qui leur permettent de fabriquer les produits à valeur ajoutée tels que la vitamine K avec la performance accrue. »

L'intégrale à la capacité des réacteurs de film biologique de produire la vitamine K sont des supports composés en plastique internes particulièrement conçus aux lesquels les micros-organismes adhèrent et sur ce qu'ils établissent les colonies entrelacées -- films biologiques appelés -- cela peut supporter l'aération et l'agitation requises pour stimuler les micros-organismes sécréter plus de vitamine K.

« Les supports sont composés du demi plastique et les demi coques de soja, avec d'autres éléments nutritifs mélangés dedans, qui sont refoulés ensemble aux températures élevées, » ont indiqué Mahdinia. « Le matériau composite est assez poreux pour permettre à des microbes de coloniser et se retenir sur lui. En même temps, c'est assez dur que les supports ne tombent pas en morceaux quand ils sont dans le liquide. »

L'étude a regardé produisante MK-7 avec un processus de fermentation amélioré, comparant le rendement des tensions des micros-organismes qui produisent le bacille évalué Researchers substance de K. de vitamine telle que le natto de bacillus subtilis, le bacille licheniformis et le bacille amyloliquifaciens.

Le natto de bacillus subtilis a été déterminé pour être le micro-organisme le plus efficace à employer dans de futures études d'État de Penn dans des réacteurs de film biologique, selon Mahdinia.

C'est un type de bactéries qui produit la nourriture fermentée de soja telle que le natto collant traditionnel japonais, il a précisé.

« Natto est une substance gluante résultant des microbes assimilant partiellement le soja, et comme toutes les nourritures fermentées, il est très nutritif, » il a dit. « C'est soja fondamentalement putréfié. On me l'a dit que ne goûte pas bon, mais je dois admettre que je n'ai jamais eu le courage de le goûter. »

En conclusion, les chercheurs ont expérimenté avec le support liquide, suspendant et alimentant les micros-organismes dans 12 passages de fermentation de jour. Le support commencé comme bouillon de soja complété avec l'extrait de levure de 0,8 pour cent. Dans l'étude, ils ont vérifié l'ajout du glucose et du glycérol aux medias de base dans les réacteurs de film biologique.

L'ajout de source de carbone a semblé essentiel dans des fermentations en lots, Mahdinia a noté.

« Nos résultats ont indiqué que « stratégies d'alimenter-lot les » peuvent être sensiblement efficaces dans le support basé sur glucose, rendant les réacteurs de film biologique un remontage prometteur pour des stratégies statiques de fermentation. Dans les mêmes conditions de fonctionnement et moyennes, les bioréacteurs de suspendre-cellule (sans le présent de film biologique) ne pourraient pas atteindre les concentrations MK-7 plus haut que 8,7 milligrammes par litre, alors que dans des réacteurs de film biologique les concentrations étaient plus élevées que 28,7 milligrammes par litre -- une amélioration de 2,3 fois. »

Ali Demirci, professeur d'État de Penn du bureau d'études des instruments aratoires et biologique, dont l'organisme de recherche dans l'université des sciences agronomiques a entrepris l'étude, a des grandes espérances pour cette technologie neuve. Il planification pour écailler les réacteurs de film biologique de laboratoire de 2 litres et pour introduire des fermenteurs d'échelle pilote de peut-être 200 litres.

« Nous croyons que ces réacteurs de film biologique d'échelle pilote peuvent produire une importante quantité de vitamine K pour concurrencer ce qui est faite dans l'industrie en ce moment, » lui ont dit. « Alors nous espérons que nous pouvons transformer ceci en brevet et aller à l'industrie et dire, « vous pouvez facilement écailler ces fermenteurs liquides aux milliers de litres, assimilés à ce qui est en service maintenant pour la production de bioéthanol. « Chaque fermenteur peut atteindre jusqu'à 850.000 gallons de volume et produire des quantités beaucoup plus grandes de la vitamine K. »