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Effect of temperature on Brettanomyces bruxellensis: metabolic and kinetic aspects

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Abstract:

The effect of temperatures ranging from 15 to 35°C on a culture of Brettanomyces bruxellensis was investigated in regards to thermodynamics, metabolism, and kinetics. In this temperature range, we observed an increase in growth and production rates. The growth behavior was well represented using the Arrhenius model, and an apparent activation energy of 16.61kcal/mol was estimated. A stuck fermentation was observed at 35°C as represented by high cell death. The carbon balance established that temperature had no effect on repartition of the glucose consumption between biomass and products. Hence, the same biomass concentration was obtained for all temperatures, except at 35°C. Moreover, using logistic and Luedeking–Piret models, we demonstrated that production rates of ethanol and acetic acid were partially growth associated. Parameters associated with growth (αeth and αaa) remained constant with changing temperature, whereas, parameters associated with the population (eth and aa) varied. Optimal values were obtained at 32°C for ethanol and at 25°C for acetic acid.

L’effet de la température sur une culture de Brettanomyces bruxellensis a été examiné. L’influence de températures allant de 15 à 35°C a été étudiée relativement à la thermodynamique, au métabolisme et à la cinétique. Nous avons observé une augmentation des taux de croissance et de production entre 15 et 32°C. La croissance suivait adéquatement un modèle d’Arrhenius et l’énergie d’activation apparente a été estimée à 16,61 kcal/mol. Un arrêt de la fermentation a été observé à 35°C à cause d’une forte mortalité cellulaire. La balance en carbone a révélé que la température n’avait pas d’effet sur la répartition de la consommation de glucose entre la biomasse et les produits. Ainsi, la même concentration de biomasse a été obtenue à toutes les températures, sauf à 35°C. Qui plus est, à l’aide des modèles logistique et de Luedeking–Piret, nous avons démontré que les taux de production d’éthanol et d’acide acétique étaient partiellement associés à la croissance. Les paramètres associés à la croissance (αeth et αaa) étaient constants en fonction de la température alors que les paramètres associés à la population (eth et aa) variaient. La température optimale à la production d’éthanol était de 32°C alors qu’elle était de 25°C pour l’acide acétique.

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2008

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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nrc/cjm/2008/00000054/00000001/art00002
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