Spelling suggestions: "subject:"λόγου""
1 |
Παραγωγή υδρογόνου από καθαρές καλλιέργειες του ινολυτικού βακτηρίου Ruminococcus albus σε συνθετικά υποστρώματα και ενεργειακή βιομάζα γλυκού σόργου (Sorghum bicolor)Ντάικου, Ιωάννα 11 March 2009 (has links)
Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση της δυνατότητας παραγωγής υδρογόνου από καθαρές καλλιέργειες του μικροοργανισμού Ruminococcus albus εστιάζοντας κυρίως στο μηχανισμό της διεργασίας. Ο R. albus είναι ένα ετερότροφο, αυστηρά αναερόβιο βακτήριο που διαβιεί στο πρώτο διαμέρισμα του τετραμερούς στομάχου των μηρυκαστικών, τον κεκρύφαλο (rumen). Αναπτύσσεται καταναλώνοντας τους σύνθετους υδατάνθρακες που φτάνουν εκεί μέσω της πρόσληψης τροφής από το μηρυκαστικό, αφού πρώτα τους υδρολύσει μέσω εξωκυτταρικών ενζύμων που παράγει. Τα προϊόντα της υδρόλυσης είναι απλοί υδατάνθρακες που ζυμώνονται περαιτέρω προς παραγωγή λιπαρών οξέων, αιθανόλης, διοξειδίου του άνθρακα και υδρογόνου. Η ικανότητα παραγωγής υδρογόνου και η τελική απόδοση εξαρτώνται από τις συνθήκες υπό τις οποίες πραγματοποιείται η ανάπτυξη. Ο R. albus πιστεύεται ότι είναι πολλά υποσχόμενος για την παραγωγή υδρογόνου από αγροτικά υπολείμματα που είναι πλούσια σε λιγνοκυτταρινούχα υλικά καθώς και ενεργειακά φυτά , όπως είναι το γλυκό σόργο. Οι βλαστοί του γλυκού σόργου είναι πλούσιοι σε σάκχαρα, κυρίως σακχαρόζη σε ποσοστό έως και 55% επί ξηρής μάζας και γλυκόζη (3.2% επί ξηρής μάζας) που απομακρύνονται εύκολα μέσω της διεργασίας εκχύλισης με νερό. Οι βλαστοί του γλυκού σόργου περιέχουν επίσης μεγάλο ποσοστό κυτταρίνης (12.4%) και ημικυτταρίνης (10.2%).
Προκειμένου να μελετηθεί ο μεταβολισμός του βακτηρίου και να υπολογιστούν οι κινητικές σταθερές πραγματοποιήθηκαν πειράματα σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου και αντιδραστήρες συνεχούς τροφοδοσίας (CSTR). Ως πηγές άνθρακα χρησιμοποιήθηκαν διάφορα απλά υδατανθρακικά υποστρώματα καθώς και βιομάζα από το ενεργειακό φυτό Sorghum bicolor (γλυκό σόργο). Τα κύρια προϊόντα που ανιχνεύτηκαν σε όλες τις περιπτώσεις ήταν τα οξέα οξικό και μυρμηκικό, η αιθανόλη και το υδρογόνο. Η απόδοση σε υδρογόνο ήταν γενικά μεγαλύτερη στα πειράματα διαλείποντος έργου. Ειδικότερα για τα πειράματα με γλυκόζη, η απόδοση κυμαινόταν μεταξύ των τιμών 2 και 2.6 mol H2/mol γλυκόζης στις καλλιέργειες διαλείποντος έργου, ενώ η βέλτιστη απόδοση από τις συνεχείς καλλιέργειες ήταν 1.07± 017 mol H2/mol γλυκόζης για υδραυλικό χρόνο παραμονής 42 h. Η τελική τιμή απόδοσης παρουσίαζε εξάρτηση από τη μερική πίεση υδρογόνου στην αέρια φάση των καλλιεργειών, το αναγωγικό μέσο για την εξασφάλιση αναγωγικών συνθηκών καθώς και την ποσότητα παραγόμενης αιθανόλης. Η κινητική μικροβιακής ανάπτυξης και παραγωγής υδρογόνου μελετήθηκε μέσω των πειραμάτων με γλυκόζη και η δεύτερη συνδέθηκε μέσω κινητικών εξισώσεων με την διάσπαση του μυρμηκικού οξέος και την παραγωγή αιθανόλης. Άλλα απλά υποστρώματα που μελετήθηκαν είναι οι πεντόζες D- και L-αραβινόζη και η D-ξυλόζη, οι δισακχαρίτες κελλοβιόζη και σακχαρόζη, για τα οποία υπολογίστηκαν οι κινητικές ανάπτυξης του μικροοργανισμού και βέβαια η βιομάζα σόργου, το εκχύλισμα σόργου και τα υπολείμματα σόργου μετά την εκχύλισή του. Οι αποδόσεις σε υδρογόνο ήταν πολλά υποσχόμενες σε όλες τις περιπτώσεις. / The aim of the present work was to investigate the process of hydrogen production using pure cultures of fibrolytic bacterium Ruminococcus albus, focusing mainly on the mechanism of the activity. R. albus is an important fibrolytic bacterium of the rumen, where it cohabits with other bacteria and protozoa. R. albus can ferment soluble sugars and also complex carbohydrates, such as cellulose and hemillulose, after breaking them down through the extracellular enzymes it produces. Regardless the initial substrate used a significant amount of hydrogen evolves from the fermentation process. Previous research with pure cultures of R. albus and whole sorghum, sorghum extract and lignocellulosic residues as substrate, lead to very promising hydrogen yields. Moreover, it was shown that sorghum biomass can be used for hydrogen production with high and similar final yields, independent on whether the process takes place in one stage, i.e. when both simple and complex carbohydrates are fermented in the same fermentor, or in two stages i.e. when sorghum extract and extraction residues are fermented separately. Therefore, it is believed that R. albus is very promising for the production of hydrogen from agricultural residues rich in lignocellulosic materials and from energy crops, such as sweet sorghum which contains soluble sugars and complex carbohydrates in almost equal amounts.
Sweet sorghum is an annual C4 plant of tropical origin, well-adapted to sub-tropical and temperate regions and highly biomass-productive. Sweet sorghum stalks are rich in sugars, mainly in sucrose that amounts up to 55% of dry matter and in glucose (3.2% of dry matter). They also contain cellulose (12.4%) and hemicelluloses (10.2%). Extraction of free sugars from the stalks is easily achieved by extraction with water at 30°C. After the extraction process a liquid fraction, rich in sucrose, and a solid fraction, containing the cellulose and hemicelluloses, are obtained. The liquid fraction could be directly fermented to hydrogen, whereas the solid fraction should first be hydrolyzed in order to fully exploit the potential of the sorghum biomass for biohydrogen production
In order to study the metabolism of bacterium and estimate growth and hydrogen production kinetics, batch and continuous experiments were carried out with glucose as carbon source. Besides glucose pentoses and disaccharides were tested as well, and the growth kinetics on these substrates were estimated.. The main products that were detected in all the cases were acetate, formate, ethanol and hydrogen. Hydrogen yield was generally higher in batch experiments. More specifically glucose experiments showed yields varying between the values 2 and 2.6 mol H2/mol of glucose in batch cultures, while the optimum yield in continuous cultures was 1.07± 017 mol H2/mol of glucose when the hydraulic retention time was 42h. The final hydrogen yield seemed to depend on hydrogen partial pressure, the reducing agent used and the final amount of ethanol.. The production of hydrogen was studied with glucose experiments and was connected via kinetic equations with formate breaking down acid and ethanol production. The other simple substrates that were studied were the pentoses D - and L-arabinose and the D-xylose, the disaccharides cellobiose and sucrose, for which the growth constants were calculated. Subsequently whole sorghum biomass, sorghum extract and lignocellulosic sorghum residues were tested and the experimental results were simulated. The simulations were sufficient in all cases, and hydrogen yields were very promising.
|
2 |
Προηγμένες μέθοδοι βελτιστοποίησης στη διοίκηση έργων. Η περίπτωση της βελτιστοποίησης με αποικίες μυρμηγκιών (Ant Colony Optimization)Σαλίχου, Αναστασία 17 September 2012 (has links)
Στην παρούσα εργασία γίνεται μια προσπάθεια συνολικής παρουσίασης των τεχνικών
χρονοπρογραμματισμού έργου ακολουθώντας την πορεία εξέλιξής τους.
Στο τρίτο κεφάλαιο απαντάμε στα βασικά ερωτήματα που αφορούν το τι περιλαμβάνει η έννοια του
όρου έργο και διαχείριση έργου. Είναι πολύ σημαντικό πριν να προχωρήσουμε σε τεχνικές
χρονοπρογραμματισμού ενός έργου να μπορούμε να αποκωδικοποιήσουμε τις ανάγκες του αλλά
και τον τρόπο δόμησής του ώστε να υπολογίσουμε σωστά τις ανάγκες και τα κόστη σε χρόνο αλλά
και σε πόρους, ώστε να φθάσουμε στην επίτευξη του τελικού σκοπού μέσα στο χρονικό ορίζοντα
που έχουμε θέσει και χωρίς να έχουμε αποκλίσεις από τις προϋπολογισθείσες δαπάνες πόρων. Στη
συνέχεια αναλύονται οι κλασικές τεχνικές χρονοπρογραμματισμού μέσα από παραδείγματα
εφαρμογών.
Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται μια παρουσίαση των βασικότερων μεθόδων επίλυσης προβλημάτων
συνδυαστικής βελτιστοποίησης και παρουσιάζονται οι προσεγγίσεις αντιμετώπισης μέσω τριών
κατηγοριών αλγορίθμων που έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια. Αυτοί είναι: οι ακριβείς
μέθοδοι μαθηματικού προγραμματισμού, οι ευρετικοί αλγόριθμοι και οι μεταευρετικοί αλγόριθμοι.
Στη συνέχεια δίνεται έμφαση στην παρουσίαση των κυριότερων εκπροσώπων των ακριβών
μεθόδων. Αναλύουμε τις ευρετικές και μεταευρετικές μεθόδους όπως αυτές έχουν παρουσιαστεί τα
τελευταία χρόνια από τους ερευνητές. Οι ευρετικές μέθοδοι αποτελούν τη πηγή έμπνευσης θα
λέγαμε για τη δημιουργία των μεταευρετικών αλγορίθμων οι οποίοι υπόσχονται ακόμα καλύτερη
αντιμετώπιση του προβλήματος καθώς δίνουν μια απάντηση σε προβλήματα που θεωρούνταν
αδύνατο να λυθούν αποτελεσματικά και να επιστρέψουν βέλτιστες λύσεις με τους ευρετικούς
αλγόριθμους.
Στο πέμπτο κεφάλαιο αναλύεται η φιλοσοφία, η εξέλιξη και ο τρόπος λειτουργίας των αλγόριθμων
του μοντέλου της κοινωνίας των μυρμηγκιών και γίνεται παρουσίαση των διάφορων εκδόσεων τους
των τελευταίων 3 δεκαετιών που αυτοί έχουν κάνει αισθητή της παρουσία τους στην έρευνα. Γίνεται επίσης παρουσίαση τους σε μορφή ψευδοκώδικα και διαγραμμάτων ροής. Κύριο μέρος του
κεφαλαίου λαμβάνει η αντιμετώπιση του Προβλήματος του Περιοδεύοντας Πωλητή (Traveling
Salesman Problem- TSP) που είναι το κυριότερο πρόβλημα χρονοπρογραμματισμού και πάνω στο
οποίο στηρίζεται η εύρεση λύσεων και σε άλλα υπολογιστικά προβλήματα όπως αυτό της
δρομολόγησης οχημάτων, χρονοπρογραμματισμού παραγωγής κα.
Στο έκτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση του τρόπου αντιμετώπισης του προβλήματος της εύρεσης
της κρίσιμης διαδρομής σε ένα έργο και παρουσιάζεται ο αλγόριθμος που ακολουθείται.
Παράλληλα, παρουσιάζεται μια μελέτη συμπεριφοράς του αλγορίθμου σε μεταβολές των
μεταβλητών του.
Στο έβδομο κεφάλαιο βλέπουμε κάποια γενικά συμπεράσματα και μελλοντικές κατευθύνσεις ενώ
στο Παράρτημα Ι γίνεται παρουσίαση της θεωρίας των γράφων για να γίνει καλύτερα κατανοητή η
χρήση τους και ο σπουδαίος ρόλος τους στην ανάπτυξη των αλγορίθμων χρονοπρογραμματισμού,
ενώ στο Παράρτημα ΙΙ παρουσιάζεται αναλυτικά το πρόβλημα του πλανόδιου πωλητή. / -
|
3 |
Πειρίθους : εισαγωγή - κείμενο και μετάφραση - ερμηνευτικό υπόμνημαΣτούμπανου, Γεωργία 01 February 2013 (has links)
Στόχος του παρόντος πονήματος, είναι η παρουσίαση της αποσπασματικά σωζόμενης τραγωδίας "Πειρίθους" και η αναφορά σε όλα τα προβλήματα που απασχόλησαν τη φιλολογική έρευνα, η οποία διατρέχεται από ερωτήματα που ανακύπτουν συνήθως από την ενασχόληση με έργα αποσπασματικού χαρακτήρα, όπως η πλοκή, οι ήρωες που πρωταγωνιστούν και η πιθανή διάρθρωση της δομής της. Κυρίαρχο και πρωτεύον ερώτημα, ωστόσο, υπήρξε ευθύς εξαρχής για την τραγωδία "Πειρίθους" το θέμα της πατρότητας του έργου. Τέτοιου τύπου θέματα καθώς και πιθανές απαντήσεις παρουσιάζονται στην εργασία αυτή, μαζί με αναφορά σε προβλήματα που συνδέονται με τη μελέτη του ίδιου του κειμένου και προκύπτουν μέσω της γραπτής παράδοσης και αναπαραγωγής του μέσα στους αιώνες που ακολούθησαν τη γέννησή του έως και σήμερα. / The aim of this essay is to present the fragmentary tragedy "Peirithous" and the reference to all the problems that occupied the literary research, which is traversed by questions that arise usually from engaging in fragmentary works, such as the plot, the characters that leadership and the possible formation of the structure. However, the dominant and primary question from the beginning for the tragedy "Peirithoos", was the issue of authorship. Such questions and possible answers are presented in this paper, along with reference to problems associated with the study of the text itself and emerge through the written tradition and play through the centuries that followed his birth until today.
|
4 |
Μελέτη και προϋπολογισμός έργου σε όρυγμα του έργου οδοποιΐας "Κατασκευή οδού Ηγουμενίτσας-Πρέβεζας, βελτίωση κατά τμήματα, υποτμήμα 4: Καρτέρι Γερακάρι Πάργα από Χ. Θ. 0+000 έως Χ. Θ. 14.937,20Γιαννέλου, Αλεξάνδρα 12 March 2013 (has links)
Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται η μελέτη της κατασκευής του
οδικού έργου « Κατασκευή οδού Ηγουμενίτσας – Πρέβεζας, βελτίωση κατά τμήματα,
υποτμήμα 4: Καρτέρι Γερακάρι – Πάργα από Χ. Θ. 0+000 έως Χ. Θ. 14.937,20 ».
Έμφαση δίνεται στο τμήμα όπου παρουσιάζεται το μεγαλύτερο όρυγμα, δηλαδή από Χ.Θ.
2+168,78 έως Χ.Θ. 2+448,78. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι, μετά την
αναλυτική και ολοκληρωμένη παρουσίαση της μελέτης, να γίνει ο προϋπολογισμός του
έργου οδοποιίας. / In this paper we study the construction of
road project 'Construction of road Igoumenitsa - Preveza, improvement in chambers
subsection 4 Karteri Gerakari - Parga by Ch 0 +000 to Ch 14,937.20. "
Emphasis is given in section showing the largest trench, by Ch 2+168.78 to Ch 2+448.78. The aim of this thesis is, after
detailed and comprehensive presentation of the research to make the budget
road construction project.
|
5 |
Διοίκηση και προγραμματισμός έργου, μια αλγοριθμική προσέγγισηΓεωργάτος, Κώστας 07 July 2010 (has links)
Αυτή η εργασία διαπραγματεύεται τη θεωρία της διοίκησης έργου, από μια τεχνική κυρίως οπτική, εξού και το «μια αλγοριθμική προσέγγιση» του τίτλου.
Για το σκοπό αυτό, η εργασία ξεκινάει με μια εισαγωγή στην έννοια του έργου, η οποία ακολουθείται από την ανάλυση των βασικών στοιχείων της θεωρίας της διοίκησης έργου και τους ορισμούς των σχετικών όρων και λειτουργιών που εμπλέκονται, στο Κεφάλαιο 1.
Στο Κεφάλαιο 2, αναλύεται ο Χρονικός Προγραμματισμός του έργου, που αποτελεί το σκελετό για όλη τη διαδικασία της διοίκησης ενός έργου. Παρουσιάζονται αναλυτικά οι βασικές τεχνικές της δικτυωτής απεικόνισης ενός έργου και οι βασισμένες σε αυτό τεχνικές χρονικού προγραμματισμού Κρίσιμου Μονοπατιού (Critical Path Method – CPM) και η στοχαστική τεχνική PERT (Program Evaluation and Review Technique). Στην ίδια κατηγορία ανήκει και η σχετικά νέα τεχνική της Κρίσιμης Αλυσίδας (Critical Chain Method), που παρουσιάζει σημαντικές καινοτομίες και αναπτύσσεται διεξοδικά.
Στο κεφάλαιο 3 μεταβαίνουμε από την απλουστευτική περίπτωση των εργασιών με μόνο χαρακτηριστικό τους χρόνους εκτέλεσής τους στην πιο ρεαλιστική περίπτωση όπου απαιτούν τη χρήση κάποιων πόρων για την εκτέλεσή τους. Παρουσιάζεται η έννοια των πόρων και το πώς οι περιορισμοί στη χρονική ή/και ποσοτική διαθεσιμότητά τους επηρεάζει το χρονικό προγραμματισμό. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στο πρόβλημα του χρονικού προγραμματισμού με περιορισμένους πόρους και εκτενής ανάλυση γίνεται στις επιστημονικές τεχνικές που υπάρχουν και είναι δόκιμες για την αντιμετώπιση του προβλήματος, που είναι πολύ δύσκολο να λυθεί με βέλτιστο τρόπο.
Το κεφάλαιο 4 ασχολείται με το πρακτικότερο θέμα των ειδικών για τη διοίκηση έργου προγραμμάτων λογισμικού που κυκλοφορούν. Γίνεται συσχέτιση των λειτουργιών που πρέπει να διαθέτουν με τις αντίστοιχες λειτουργίες που επιτελούνται κατά τις διάφορες φάσεις του κύκλου ζωής ενός έργου και παρουσιάζονται με κριτική άποψη τα πιο διαδεδομένα προγράμματα αυτής της κατηγορίας.
Τέλος, στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται ένα παράδειγμα εταιρίας που οι ανάγκες του έκαναν απαραίτητη την εφαρμογή των αρχών και τεχνικών της διοίκησης έργου. Πρόκειται για την ΕΡΓΟΣΕ Α.Ε., την θυγατρική εταιρία του ΟΣΕ που έχει αναλάβει να διεκπεραιώνει το κατασκευαστικό έργο που αφορά το σιδηροδρομικό δίκτυο και στο τελικό αυτό κεφάλαιο βλέπουμε πως έχει δομήσει ένα ολοκληρωμένο μηχανογραφικό σύστημα βασισμένο σε ένα πρόγραμμα διοίκησης έργου. / The present diploma thesis is dealing with the theory of project management, under a mostly technical perspective- which justifies the “an algorithmic approach” end of this thesis’ title.
For this purpose, this thesis begins with an introduction to the notion of “project”, which is followed by an analysis of the fundamental elements of the project management theory and the definitions of the relevant terms and functions involved, in Chapter 1.
In Chapter 2, project scheduling is being analyzed. Project scheduling is the framework for the entire function of project management. Extensive analysis of the basic techniques of network representation and the techniques of time scheduling that are based on it (namely, Critical Path Method – CPM, and Program Evaluation and Review Technique – PERT) are presented. To the same category of scheduling techniques belongs the Critical Chain Method as well, therefore it is thoroughly analyzed in this chapter.
In Chapter 3, we move from the simplified case of the project tasks which are characterized only by the time they need so as to complete, to the more realistic case of tasks needing various resources. The notion of resources and the way their possible time/quantity availability constraints affect project scheduling are presented. Special emphasis is laid on the resource constrained project scheduling problem, which is a very hard problem to solve in an optimal way, and extensive analysis of the suitable scientific techniques available is offered.
Chapter 4 deals with the more practical issue of the project management software. A correlation of the necessary functions of the software programs to the respective ones of the project life cycle is made, and some of the most popular software programs are presented under a critical perspective.
Finally, Chapter 5 illustrates the example of a company whose needs make the application of project management principles and techniques necessary. This company is ERGOSE S.A., which is the affiliated company of the mother organization OSE (the Greek rail organization) and has undertaken the construction task of Greek railroads. In this final chapter the company’s integrated information system that is based on a project management software program is presented.
|
6 |
Ηλεκτρονική καταγραφή, επεξεργασία και διαδικτυακή παρουσίαση του έργου του διάσημου βαθύφωνου Γιώργου ΠαππάΝικολής, Παναγιώτης 31 May 2012 (has links)
Η συγκεκριμένη διπλωματική σχετίζεται με:
1) τη συλλογή υλικού από το διάσημο έργο του βαθύφωνου Γιώργου Παππά μέσα από άρθρα εφημερίδων, φωτογραφίες, μαγνητοσκοπημένες κασέτες ήχου και μαγνητοσκοπημένες βιντεοκασέτες
2) την επεξεργασία αυτού του υλικού και την μετατροπή σε ψηφιακή μορφή
3)την κατασκευή και τη δημοσίευση ιστοσελίδας στο Ίντερνετ. / This project relates to:
1) collecting material from the famous work of the bass singer George Pappas through newspaper articles, photographs, videotaped audiotapes and video tapes
2) the processing of this material and the conversion to digital format
3) the construction and publication of a website.
|
7 |
Μεταβολισμός της γλυκερόλης στη ζύμη Yarrowia lipolytica και προοπτικές ανάπτυξης νέων βιοδιεργασιώνΜακρή, Άννα 04 December 2012 (has links)
Μελετήθηκε ο μεταβολισμός της γλυκερόλης στη ζύμη Yarrowia lipolytica ACA–DC 50109 με έμφαση στη μετατροπή της σε λιπίδια και κιτρικό οξύ, μεταβολικά προϊόντα που παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη βιοτεχνολογία.
Σε καλλιέργειες που πραγματοποιήθηκαν σε βιοαντιδραστήρα διαλείποντος έργου, επί πολλαπλώς περιοριστικού μέσου, διαπιστώθηκε η ύπαρξη τριών διακριτών φάσεων αύξησης που χαρακτηρίζονται από ιδιαίτερα μορφολογικά και βιοχημικά χαρακτηριστικά: η φάση βιοσύνθεσης κυτταρικής μάζας (κατά την οποία συντέθηκαν 4–4,5 g/l βιομάζας), η ελαιογόνος φάση (κατά την οποία πραγματοποιήθηκε συσσώρευση λιπιδίων 20–22% wt/wt επί ξηρής βιομάζας, 90% wt/wt των οποίων ήταν ουδέτερα) και η φάση παραγωγής κιτρικού οξέος (κατά την οποία εκκρίθηκαν στο περιβάλλον της αύξησης 14–30 g/l κιτρικού οξέος). Κατά τη διάρκεια των ανωτέρω φάσεων η ζύμη διήλθε από διάφορα μορφολογικά στάδια: μικρού μήκους αληθή μυκήλια και ψευδομυκήλια που κυριάρχησαν των κυττάρων ζύμης κατά τη φάση βιοσύνθεσης κυτταρικής μάζας, ευμεγέθη κύτταρα κατά τη φάση της ελαιογένεσης και μικρού μεγέθους κύτταρα ζύμης κατά τη φάση παραγωγής κιτρικού οξέος.
Η γλυκερόλη διαπερνά την κυτταροπλασματική μεμβράνη με διευκολυνόμενη διάχυση και καταβολίζεται μέσω των αντιδράσεων της κινάσης της γλυκερόλης – GK και της NAD+ εξαρτώμενης αφυδρογονάσης της 3–P–γλυκερόλης. Την υψηλή ενεργότητα της NAD+ εξαρτώμενης ισοκιτρικής αφυδρογονάσης (NAD+–ICDH) κατά τη διάρκεια της φάσης βιοσύνθεσης κυτταρικής μάζας διαδέχθηκε σημαντική πτώση της ενεργότητάς της, επάγοντας τη λιπογένεση. Απρόσμενη αποδόμηση των αποθεματικών (ουδέτερων) λιπιδίων και σημαντική βιοσύνθεση γλυκολιπιδίων, σφιγγολιπιδίων και φωσφολιπιδίων – Ρ παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια της φάσης παραγωγής κιτρικού οξέος, φάση κατά την οποία η ενεργότητα της GK είχε μειωθεί σημαντικά ενώ η ενεργότητα της NAD+–ICDH είχε σχεδόν μηδενιστεί. Το ελαϊκό οξύ ήταν το κυριότερο λιπαρό οξύ ενώ η φωσφατιδυλχολίνη – PC το κύριο Ρ.
Σε συνεχές σύστημα καλλιέργειας επί θρεπτικού υλικού περιοριστικού σε άζωτο, βιοσυντέθηκαν περιορισμένες μόνο ποσότητες λιπιδίων (~10% wt/wt, επί της ξηρής βιομάζας), γεγονός που μπορεί αποδοθεί στο ότι δεν υπήρχε μια περιοχή του ειδικού ρυθμού αραίωσης (D, h–1) στην οποία τα ένζυμα – κλειδιά που εμπλέκονται στη λιπογένεση (όπως η ΑΤΡ:κιτρική λυάση – ATP:CL και το μηλικό ένζυμο – ME) να παρουσιάζουν συγχρόνως υψηλές ενεργότητες, ενώ η ενεργότητα της NAD+–ICDH μειώθηκε, όχι όμως σημαντικά, στους χαμηλούς D. Η ενεργότητα της ATP:CL χαρακτηρίστηκε από υψηλές τιμές (60–300 Units/mg DW) σε D 0,033 h–1 ενώ οι μέγιστες τιμές ενεργότητας του ME (650 Units/mg DW) εμφανίστηκαν σε D=0,104 h–1. Τα λιπίδια της ζύμης ήταν περισσότερο ακόρεστα σε ενδιάμεσες τιμές D. Σε όλους τους D η φωσφατιδυλαιθανολαμίνη – PE, η φωσφατιδυλινοσιτόλη – PI και η PC αντιπροσωπεύουν τις κυριότερες κλάσεις των Ρ. Όσον αφορά τη μορφολογία της ζύμης, βρέθηκε ότι σε D<0,055 h–1 επικρατούσαν αληθή μυκήλια και ψευδομυκήλια ενώ σε D 0,055 h–1 παρατηρήθηκαν μόνο κύτταρα ζύμης.
Σε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν επί θρεπτικού υλικού περιοριστικού σε άζωτο, σε D=0,026 h–1, σε διαφορετικές συγκεντρώσεις διαλυμένου οξυγόνου – DO παρατηρήθηκε αυξημένο ποσοστό του κλάσματος των Ρ επί των ολικών λιπιδίων στις ακραίες σε τιμές DO ( 70% και 7%). Ανεξάρτητα των τιμών DO η PC ήταν η κλάση με το μεγαλύτερο ποσοστό, ακολουθούμενη από την PI και PE. Ειδικότερα το ποσοστό της ΡΕ παρουσιάστηκε ιδιαίτερα αυξημένο σε ενδιάμεσες τιμές DO (20% και 30%). Σε DΟ 50% επικρατούσαν αληθή μυκήλια και ψευδομυκήλια ενώ σε DΟ 50% εμφανίστηκαν στην καλλιέργεια περισσότερα κύτταρα ζύμης.
Σε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν σε D=0,026 h–1 βρέθηκε ότι ο περιορισμός της αύξησης από ιχνοστοιχεία όπως το μαγνήσιο και το ασβέστιο τα οποία εμπλέκονται σε πολλαπλές κυτταρικές λειτουργίες, είχαν δυσμενή επίδραση στη φυσιολογία της ζύμης, ωστόσο η σύσταση των λιπιδίων σε λιπαρά οξέα δεν επηρεάστηκε από τη φύση του περιοριστικού για την αύξηση παράγοντα.
Η παρούσα διδακτορική διατριβή φιλοδοξεί να συμβάλει στη μελέτη της φυσιολογίας των ελαιογόνων μικροοργανισμών και στη χρήση της γλυκερόλης ως υποστρώματος σε μελλοντικές βιοτεχνολογικές εφαρμογές. / In this thesis the metabolism of glycerol in Yarrowia lipolytica ACA–DC 50109, with emphasis on glycerol conversion into value–added biotechnological products, such as single cell oils and citric acid, was studied.
The growth of Y. lipolytica was studied in bioreactor batch cultures in multiple limited medium and three distinct phases were identified during growth cycle. In each phase, yeast cells were characterized by specific morphological and biochemical features: biomass formation phase (in which 4–4.5 g/l of biomass were synthesized), lipogenic phase (in which 20–22% lipids wt/wt in dry weight were accumulated in biomass, containing 90% wt/wt neutral lipids) and citric acid production phase (in which 14–30 g/l of citric acid were secreted in the growth environment). Distinct cellular forms of Y. lipolytica were developed during the above phases: in biomass formation phase short true mycelia and pseudo–mycelia were predominant while a few yeast–like cells were observed, in lipogenic phase large obese cells were predominant and in citric acid production phase cells size was diminished.
Glycerol passes into the microbial cell by facilitated diffusion. Y. lipolytica successfully converts glycerol via phosphorylation pathway, in which glycerol kinase (GK) and glycerol–3–P–dehydrogenase are implicated. Though high activity of NAD+ dependent isocitric dehydrogenase (NAD+–ICDH) was detected during biomass formation phase, this activity was significantly decreased afterwards inducing lipogenesis. Surprisingly, storage (neutral) lipid turnover and synthesis of glycolipids, sphingolipids and phospholipids – Ρ simultaneously occurred with citric acid production, and happened when GK activity was considerably reduced and NAD+–ICDH activity was minimised. Oleic acid was the major fatty acid in all lipid fractions and phosphatidylcholine – PC was the main Ρ.
In continuous culture in nitrogen limited medium Y. lipolytica accumulated low quantities of lipids (~10% w/w, in dry weight), maybe due to the fact that there was not a region of specific dilution rate (D, h–1) in which the key–enzymes that are implicated in lipogenesis (i.e. ΑΤΡ:citrate lyase – ATP:CL and malic enzyme – ME) presented simultaneously high activity while NAD+–ICDH activity was insignificantly decreased in low D. ATP:CL presented high activity (60–300 Units/mg DW) in D 0,033 h–1 while ME presented maximum activity (650 Units/mg DW) in D=0,104 h–1. Lipids were more unsaturated in intermediate D values while phosphatidylethanolamine – PE, phosphatidylinositol – PI and PC are the main Ρ classes. As far as the morphology is concerned, in D<0,055 h–1 short true mycelia and pseudo–mycelia were predominant in culture medium while in D 0,055 h–1 only yeast cells were observed.
In experiments performed in nitrogen limited medium in D=0,026 h–1 in different dissolved oxygen – DO concentrations, it was found that in extreme DO values ( 70% and 7%) the percentage of P was increased. Independently the DO concentration PC was the main class followed by PI and PE. The morphology of Y. lipolytica was influenced by the different concentration of DO and it was observed that in DΟ 50% short true mycelia and pseudo–mycelia were predominant in culture medium while in DΟ 50% more yeast cells were appeared.
In experiments performed in D=0,026 h–1, it was found that the absence of micronutrients from the growth medium, i.e. magnesium and calcium that are implicated in multiple cellular functions, had severe effects in yeast physiology, while the fatty acid composition of cellular lipids was not affected by the nature of the growth limiting factor.
The present thesis aspires to contribute in the study of oleaginous microorganisms’ physiology and in use of glycerol as substrate in future biotechnological applications.
|
Page generated in 0.0398 seconds