Calorimetric investigations on microbial acetic acid production

Acetic acid production by an Acetobacter aceti, strain was studied to obtain a kinetic model, useful to describe microbial growth and ethanol bio-oxidation. The process was investigated using conventional techniques (viable cell count, ethanol consumption, acetic acid production and pH evaluation) and the data obtained were compared with those of isothermal (28°C) calorimetric tests. It was therefore possible to calculate the heat involved during bio-transformation. The evolution of growth indices was made using adequate mathematical models: microbial growth was describe by means of a model constituted of two Gompertz functions, while the other indices were interpretated by a modified Gompertz function. The data show two events: the increase of biomass and the production of metabolites. The results attest the possibility of optimizing industrial process using thermo kinetic models, which allows to quantify both growth indices and their interpretation

E’ stata studiata la produzione di acido da parte di un ceppo di Acetobacter aceti nell’intento di ottenere un modello cinetico in grado di descrivere la crescita microbica ed il processo di bi ossidazione dell’etanolo. Tale processo è stato seguito con tecniche convenzionali 8 conta del numero di cellule vitali, dosaggio del substrato consumato e del metabolita prodotto, misurazione del pH); i risultati conseguiti sono stati confrontati con quelli ottenuti allestendo parallelamente tests calorimetrici in isoterma (28°C), che hanno permesso di misurare la quantità di calore coinvolta nella biotrasformazione. L’evoluzione degli indici considerati è stata interpretata attraverso adeguati modelli matematici: la crescita microbica è stata correttamente descritta con un modello costituito da due funzioni di Gompertz, mentre l’evoluzione degli altri indici è stata modellata con adeguate equazioni riportabili alla funzione di Gompertz. Dall’analisi dei dati ottenuti è risultata evidente la sequenza cronologica di due eventi nel processo di bi ossidazione : lo sviluppo di biomassa e la produzione di metaboliti. I risultati atetstano la possibilità di ottimizzare i processi industriali per mezzo di uno di tipo termocinetico indirizzato tanto alla quantificazione dei fenomeni in atto, che alla loro interpretazione e modellazione.