arXiv (Systems & Control)AI
TITLE_JA: 発酵副産物からのマイコプロテイン生成:栄養成分分析、代謝メカニズム解析と工程最適化
Valorisation of Fermentation Side-Stream for Waste-to-Mycoprotein: Nutrient Composition, Metabolic Insights and Process Optimisation
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発酵プロセスから生じる副産物は、持続可能なタンパク質生産における未活用資源として注目されている。本研究は、産業規模のフザリウム・ベネナトゥム発酵から得られるセントレート(遠心分離後の液体)を、菌体バイオマス生成の栄養源として活用する可能性を調査した。セントレートの成分特性を詳細に分析した後、合成セントレート培地を調製し、ボックス・ベーレン計画と応答面解析法を組み合わせた評価を実施している。
46回の実験を通じて、セル乾燥重量(CDW)は1リットルあたり0.22~3.87グラムの範囲に分布し、栄養成分の構成に強く依存することが明らかになった。特にアンモニアとグルコースがバイオマス生産に対して支配的な影響因子として特定され、有意な非線形効果が観察された。開発されたモデルは最適化条件下で1リットルあたり4.17グラムの最大CDWを予測し、実験的に1リットルあたり3.99グラムで検証された。
炭素転換効率は最大29.02%に達し、基質の効率的な利用を示している。これらの知見は、発酵由来のセントレートが実質的な菌体成長を支持できることを実証し、同時に栄養回収の強化と持続可能なマイコプロテインの生化学的組成への影響可能性を浮き彫りにしている。本研究成果は、バイオベースの食品タンパク質生産における循環経済的アプローチの実現に向けた重要な一歩となるものと考えられる。