ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ – ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΥΠΟΜΝΗΜΑ
Σεραφείμ E. Παπανικολάου
Γεωπόνου Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων
Δρ. Μικροβιακής Βιοτεχνολογίας
Επίκουρου Καθηγητή (επί θητεία) Βιοτεχνολογίας Τροφίμων – Βιοδιεργασιών Γ.Π.Α.
Απρίλιος 2012
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
1. Προσωπικά στοιχεία
Ονοματεπώνυμο:
Παπανικολάου Σεραφείμ
Ημερομηνία γέννησης:
10 Φεβρουαρίου 1970
Τόπος γέννησης:
Αθήνα
Όνομα Πατέρα:
Ευθύμιος
Όνομα Μητέρας:
Αικατερίνη
Οικογενειακή κατάσταση:
Έγγαμος, 2 παιδιά
Στρατιωτικές υποχρεώσεις:
Εκπληρωμένες στις τάξεις του Ελληνικού Στρατού (Ε.Σ.) (22/03/199922/09/2000), απόλυση με το βαθμό του εφέδρου λοχία Διαβιβάσεων, με
ειδικότητα Χειριστή Πολυδιαυλικών Συστημάτων
Διεύθυνση κατοικίας:
Κωνσταντινουπόλεως 43, Νέα Σμύρνη, Τ.Κ. 17121
Διεύθυνση εργασίας:
Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας
Τροφίμων, Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων, Ιερά
Οδός 75, Αθήνα, Τ.Κ. 11855
Τηλέφωνο και Φαξ εργασίας:
+30210-5294700
Τηλέφωνο κατοικίας:
+30210-9357282
e-mail:
[email protected]
2. Σπουδές και Τίτλοι Σπουδών
I. Βασικές σπουδές
Ιούνιος 1987: Αποφοίτηση από τη Βαρβάκειο Πρότυπο Σχολή. Βαθμός απολυτηρίου: 18.6 (άριστα).
Σεπτέμβριος 1987-Σεπτέμβριος 1993: Φοίτηση στο Γεωργικό (Γεωπονικό) Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα
Γεωργικών Βιομηχανιών (Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων).
Βαθμός Πτυχίου: 8.04.
II. Μεταπτυχιακές σπουδές
Σεπτέμβριος 1993-Σεπτέμβριος 1994: Diplôme d'Etudes Approfondies (D.E.A.). Ειδίκευση: "Biotechnologies
et Industries Alimentaires", Εθνικό Πολυτεχνείο της Λωρραίνης (Institut National Polytechnique de Lorraine –
Ι.N.P.L.), Nancy, Γαλλία.
Μεταπτυχιακά μαθήματα: i) Περίοδος Σεπτεμβρίου 1993-Ιανουαρίου 1994: Μαθήματα απόκτησης επιπέδου (Mise
à niveau): Μαθηματικά, Στατιστική, Μηχανική Ρευστών, Εισαγωγή στην Πληροφορική, Μεταφορά μάζας και
θερμότητας, Βιοχημική Μηχανική, Χημεία και Βιοχημεία Τροφίμων, Βιομηχανικές Ζυμώσεις και Μικροβιολογία
Τροφίμων, Φυσική και Συντήρηση Τροφίμων, Μηχανικές Διεργασίες.
ii) Περίοδος Ιανουαρίου-Απριλίου 1994: Μαθήματα ειδίκευσης (Spécialisation): Μηχανική Διεργασιών
Διαχωρισμού, Βιοχημική Μηχανική, Μικροβιολογία Τροφίμων, Βιοτεχνολογία Γάλακτος.
Σεπτέμβριος 1994-Νοέμβριος 1995: Diplôme de Thèse "Biotechnologies et Industries Alimentaires" Εθνικό
Πολυτεχνείο της Λωρραίνης (Ι.N.P.L.), Εργαστήριο Επιστημών Χημικής Μηχανικής, Nancy, Γαλλία. Ειδικότητα:
Βιομηχανικές Ζυμώσεις. Ερευνητικός υπεύθυνος: Δρ. Michel Fick, Καθηγητής I.N.P.L.. Τιμητική διάκριση.
2
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Νοέμβριος 1995-Δεκέμβριος 1998: Doctorat Ι.N.P.L.. Εθνικό Πολυτεχνείο της Λωρραίνης (Ι.N.P.L.),
Εργαστήριο Επιστημών Χημικής Μηχανικής, Nancy, Γαλλία. Ειδικότητα: Μικροβιακή Βιοτεχνολογία.
Ερευνητικός υπεύθυνος: Δρ. Ivan Marc, Διευθυντής Ερευνών C.N.R.S.. Τιμητική διάκριση.
III. Μεταδιδακτορικές σπουδές
Νοέμβριος 2000-Οκτώβριος 2001: Μεταδιδακτορικός υπότροφος του I.K.Y. στο Εργαστήριο Γενικής και
Γεωργικής Μικροβιολογίας, Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά Οδός 75,
11855, ΑΘΗΝΑ.
Ερευνητικός υπεύθυνος: Δρ. Γεώργιος Αγγελής, Επίκουρος Καθηγητής Γ.Π.A..
3. Επαγγελματική και επιστημονική δραστηριότητα – Ακαδημαϊκή εξέλιξη – Διοικητικές Θέσεις
Ιανουάριος 1999-Φεβρουάριος 1999 και Οκτώβριος 2000-Αύγουστος 2003: Επιστημονικός συνεργάτης –
μεταδιδακτορικός ερευνητής (συμμετοχή σε διάφορα ερευνητικά προγράμματα, διδασκαλία δυνάμει του Π.Δ.
407/80 ή αμισθί συμμετοχή) στο Εργαστήριο Γενικής και Γεωργικής Μικροβιολογίας, Τμήμα Γεωπονικής
Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά Οδός 75, 11855, ΑΘΗΝΑ.
Οκτώβριος 2000-Iούνιος 2001, Σεπτέμβριος 2001-Φεβρουάριος 2002: Επιστημονικός συνεργάτης του T.E.I.
Καλαμάτας, Σχολή Τεχνολογίας-Γεωπονίας, Τμήμα Τεχνολογίας Γεωργικών Προϊόντων.
Ιανουάριος 2002-Φεβρουάριος 2004: Γεωπόνος-Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων στον Ενιαίο Φορέα
Ελέγχου
Τροφίμων
(E.Φ.E.T.),
Διευθύνσεις
Αξιολόγησης-Εγκρίσεων
και
Εκπαίδευσης, Ενημέρωσης-
Πληροφορικής, Καρύστου 5, Αθήνα 11523. Ημερομηνία ορκωμοσίας 05/02/2002, Φ.Ε.Κ. Διορισμού τ.ν.π.δ.δ. 2
(07/01/2002).
Φεβρουάριος 2004-Απρίλιος 2009: Λέκτορας στο Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό
Πανεπιστήμιο Αθηνών, Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων, στο γνωστικό αντικείμενο
"Βιοτεχνολογία Τροφίμων – Βιοδιεργασίες". Ημερομηνία ορκωμοσίας 02/02/2004, Φ.Ε.Κ. Διορισμού τ.ν.π.δ.δ.
15 (20/01/2004).
Απρίλιος 2009-τώρα: Επίκουρος Καθηγητής στο Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό
Πανεπιστήμιο Αθηνών, Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων, στο γνωστικό αντικείμενο
"Βιοτεχνολογία Τροφίμων – Βιοδιεργασίες". Ημερομηνία ορκωμοσίας 24/04/2009, Φ.Ε.Κ. Διορισμού τ.Γ’. 258
(09/04/2009).
Φεβρουάριος 2011-Οκτώβριος 2011: Διευθυντής του Εργαστηρίου Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας
Τροφίμων του ΓΠΑ.
4. Διδακτική και εκπαιδευτική εμπειρία
Ιανουάριος-Ιούνιος 1995: Συμμετοχή, μη αμειβόμενη, στις εργαστηριακές ασκήσεις προπτυχιακών φοιτητών που
αφορούσαν στο μάθημα "Βιοχημική Μηχανική", Εθνικό Πολυτεχνείο της Λωρραίνης (Ι.N.P.L.).
Οκτώβριος 2000-Ιούνιος 2001: Επιστημονικός συνεργάτης του T.E.I. Καλαμάτας, Σχολή ΤεχνολογίαςΓεωπονίας, Τμήμα Τεχνολογίας Γεωργικών Προϊόντων. Διδασκαλία θεωρητικού μέρους και εργαστηριακών
ασκήσεων του μαθήματος "Γενική Μικροβιολογία".
3
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Σεπτέμβριος 2001-Φεβρουάριος 2002: Επιστημονικός συνεργάτης του T.E.I. Καλαμάτας, Σχολή ΤεχνολογίαςΓεωπονίας, Τμήμα Τεχνολογίας Γεωργικών Προϊόντων. Διδασκαλία θεωρητικού μέρους και εργαστηριακών
ασκήσεων των μαθημάτων "Γενική Μικροβιολογία" και "Χημεία-Βιοχημεία Γεωργικών Προϊόντων".
Το θεωρητικό μέρος αμφοτέρων των μαθημάτων έγινε με αυτόνομη διδασκαλία, στις δε εργαστηριακές ασκήσεις
παρά το γεγονός ότι υπήρξε συνδιδασκαλία με άλλους συνεργάτες, ήμουν ο κύριος υπεύθυνος και συντονιστής.
Νοέμβριος 2001-Ιανουάριος 2002: Άμισθος μεταδιδακτορικός Ερευνητής στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών,
Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Εργαστήριο Γενικής και Γεωργικής Μικροβιολογίας. Συμμετοχή στην
επίβλεψη πτυχιακών μελετών.
Φεβρουάριος 2002-Αύγουστος 2002: Διδάσκων επί θητεία σύμφωνα με το Προεδρικό Δ/μα 407/80 στο
Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Εργαστήριο Γενικής και Γεωργικής
Μικροβιολογίας, εξομοιωμένος στη βαθμίδα του Λέκτορα. Διδασκαλία εργαστηριακών ασκήσεων των μαθημάτων
"Γενική και Γεωργική Μικροβιολογία" και "Περιβαλλοντική Μικροβιολογία" και συμμετοχή στην επίβλεψη
πτυχιακών μελετών.
Σεπτέμβριος 2002-Φεβρουάριος 2003: Άμισθος μεταδιδακτορικός Ερευνητής στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο
Αθηνών, Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Εργαστήριο Γενικής και Γεωργικής Μικροβιολογίας. Συμμετοχή
στην επίβλεψη πτυχιακών μελετών.
Φεβρουάριος 2003-Αύγουστος 2003: Διδάσκων επί θητεία σύμφωνα με το Προεδρικό Δ/μα 407/80 στο
Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Εργαστήριο Γενικής και Γεωργικής
Μικροβιολογίας, εξομοιωμένος στη βαθμίδα του Λέκτορα. Διδασκαλία Εργαστηριακών ασκήσεων του μαθήματος
"Γενική και Γεωργική Μικροβιολογία" και συμμετοχή στην επίβλεψη πτυχιακών μελετών.
Σεπτέμβριος 2003-Ιανουάριος 2004: Άμισθος μεταδιδακτορικός Ερευνητής στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο
Αθηνών, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας
Τροφίμων. Συμμετοχή στη διδασκαλία του μαθήματος "Αρχές Βιοτεχνολογίας Τροφίμων" του Π.Π.Σ. του
Τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων του Γ.Π.Α. (συνδιδασκαλία με την Αν. Καθηγήτρια Μαρία
Γαλιώτου).
Σεπτέμβριος 2004-Φεβρουάριος 2005, Σεπτέμβριος 2005-Φεβρουάριος 2006, Σεπτέμβριος 2006Φεβρουάριος 2007, Σεπτέμβριος 2007-Φεβρουάριος 2008, Σεπτέμβριος 2008-Φεβρουάριος 2009,
Σεπτέμβριος 2009-Φεβρουάριος 2010, Σεπτέμβριος 2010-Φεβρουάριος 2011: Διδασκαλία του μαθήματος
"Επεξεργασία Αποβλήτων Βιομηχανιών Τροφίμων" του Π.Π.Σ. του Τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας
Τροφίμων του Γ.Π.Α..
Σεπτέμβριος 2005-Φεβρουάριος 2006, Σεπτέμβριος 2006-Φεβρουάριος 2007, Σεπτέμβριος 2007Φεβρουάριος 2008, Σεπτέμβριος 2008-Φεβρουάριος 2009: Διδασκαλία του μαθήματος "Βιομηχανικές
Ζυμώσεις" του Π.Π.Σ. του Τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων του Γ.Π.Α..
Φεβρουάριος 2005-Ιούνιος 2005, Φεβρουάριος 2006-Ιούνιος 2006, Φεβρουάριος 2007-Ιούνιος 2007,
Φεβρουάριος 2008-Ιούνιος 2008, Φεβρουάριος 2009-Ιούνιος 2009, Φεβρουάριος 2010-Ιούνιος 2010:
Διδασκαλία του μαθήματος "Αρχές Βιοτεχνολογίας Τροφίμων" του Π.Π.Σ. του Τμήματος Επιστήμης και
Τεχνολογίας Τροφίμων του Γ.Π.Α. (συνδιδασκαλία με την Αν. Καθηγήτρια Μαρία Γαλιώτου-Παναγιώτου).
Φεβρουάριος 2011-Ιούνιος 2011, Φεβρουάριος 2012-τώρα: Διδασκαλία του μαθήματος "Αρχές Βιοτεχνολογίας
Τροφίμων" του Π.Π.Σ. του Τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων του Γ.Π.Α..
4
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Σεπτέμβριος 2011-Φεβρουάριος 2012: Διδασκαλία του μαθήματος "Ενζυμολογία Τροφίμων" του Π.Π.Σ. του
Τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων του Γ.Π.Α..
Φεβρουάριος 2007-Ιούνιος 2007, Φεβρουάριος 2008-Ιούνιος 2008, Φεβρουάριος 2010-Ιούνιος 2010,
Φεβρουάριος 2012-τώρα: Προσκεκλημένος εισηγητής του Χαροκοπείου Πανεπιστημίου Αθηνών (Χ.Π.Α.) για
διδασκαλία μέρους του μαθήματος "Βιοτεχνολογία Τροφίμων" του Π.Π.Σ. του Τμήματος Επιστήμης Διατροφής
και Διαιτολογίας του Χ.Π.Α. (ανάθεση διδασκαλίας στον Αν. Καθηγητή του Χ.Π.Α. Βάιο Καραθάνο).
Φεβρουάριος 2004-Ιούνιος 2004: Διδασκαλία του μαθήματος "Βιοτεχνολογία Τροφίμων και Βιομηχανικές
Ζυμώσεις" του Π.Μ.Σ. "Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων" του Τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας
Τροφίμων του Γ.Π.Α. (συνδιδασκαλία με την Αν. Καθηγήτρια Μαρία Γαλιώτου).
Σεπτέμβριος 2004-Φεβρουάριος 2005, Σεπτέμβριος 2005-Φεβρουάριος 2006, Σεπτέμβριος 2006Φεβρουάριος 2007, Σεπτέμβριος 2007-Φεβρουάριος 2008, Σεπτέμβριος 2008-Φεβρουάριος 2009,
Σεπτέμβριος 2009-Φεβρουάριος 2010, Σεπτέμβριος 2010-Φεβρουάριος 2011: Διδασκαλία του μαθήματος
"Διαχείριση Αποβλήτων Βιομηχανιών Τροφίμων" του Π.Μ.Σ. "Επιστήμη και Τεχνολογία Τροφίμων και Διατροφή
Ανθρώπου" του Τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων του Γ.Π.Α..
Φεβρουάριος 2010-Ιούνιος 2010, Φεβρουάριος 2011-Ιούνιος 2011: Διδασκαλία του μαθήματος "Διαχείριση
Αποβλήτων Μονάδων Παραγωγής και Επεξεργασίας Γάλακτος" του Διατμηματικό Π.Μ.Σ. "Γαλακτοκομία και
Ζωική Παραγωγή", του Γ.Π.A. (συνδιδασκαλία με τους: Λέκτορα Aναστάσιο Aκτύπη, Λέκτορα Απόστολο
Κουτίνα, Καθηγητή Δημήτριο Γεωργακάκη).
Φεβρουάριος 2010-Ιούνιος 2010, Σεπτέμβριος 2010-Φεβρουάριος 2011, Φεβρουάριος 2012-τώρα:
Διδασκαλία του μαθήματος "Μικροβιολογία Οίνου" του Διατμηματικό Π.Μ.Σ. "Οινολογία", του Γ.Π.A.
(συνδιδασκαλία με τον Δρ. Σπυρίδωνα Παραμυθιώτη και τον Αν. Καθηγητή Ελευθέριο Δροσινό).
Δεκέμβριος 2002-σήμερα: Εισηγητής του Ενιαίου Φορέα Ελέγχου Τροφίμων (E.Φ.E.T.) σε πληθώρα σεμιναρίων
Υγιεινής και Ασφάλειας Τροφίμων. Συμμετοχή στο μητρώο εκπαιδευτών του E.Φ.E.T. με αριθμό μητρώου 36.
Συμμετοχή στην επίβλεψη πτυχιακών και μεταπτυχιακών μελετών
1) Γ. Tσιπότης (1997): "Μελέτη της αύξησης της ζύμης Candida lipolytica σε βιομηχανικά λίπη" (Πτυχιακή μελέτη –
Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A. – Επιβλέπων Δρ. Μιχαήλ Κωμαΐτης, Καθηγητής).
2) S. Leclerc, A. Bruno, V. Dalmas (1997): "Etude de la production des graisses microbiennes lors de la
croissance d'une souche oléagineuse de Yarrowia lipolytica sur des lipides industriels" (Πτυχιακή μελέτη – Institut
Universitaire et Technologique, Brabois, Nancy – Επιβλέπων Δρ. Ivan Marc, Δ/ντής Ερευνών C.N.R.S.).
3) L. Muniglia (1997): "Mise en œuvre d'une nouvelle méthode de planification expérimentale en vue d'une
optimisation de la production d'huile microbienne" (Μεταπτυχιακή μελέτη – Laboratoire des Sciences du Génie
Chimique, Institut National Polytechnique de Lorraine Nancy – Επιβλέπων Δρ. Ivan Marc, Δ/ντής Ερευνών
C.N.R.S.).
4) I. Mπαρμπαλιά (1999): "Μελέτη της αύξησης της ζύμης Yarrowia lipolytica σε υποστρώματα με πηγή άνθρακα
γλυκόζη και ακάθαρτη γλυκερόλη" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γ.Π.A. – Επιβλέπων
Δρ. Γεώργιος Αγγελής, Επ. Καθηγητής).
5
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
5) Δ. Κούστα (2001): "Μελέτη του φαινομένου της αποδόμησης ενεργειακών αποθεμάτων στους ζυγομύκητες"
(Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γ.Π.A. – Επιβλέπων Δρ. Γεώργιος Αγγελής, Επ.
Καθηγητής).
6) Σ. Σαράντου (2004): "Συνθήκες αποδόμησης αποθεματικού λίπους στους μύκητες Mortierella isabellina και
Cunninghamella echinulata" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γ.Π.A. Επιβλέπων Δρ.
Γεώργιος Αγγελής, Επ. Καθηγητής).
7) Σ. Σταθουλόπουλος (2004) "Μελέτη της αύξησης της ζύμης Yarrowia lipolytica καλλιεργούμενης σε Υγρά
Απόβλητα Ελαιουργείου" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γ.Π.A. Επιβλέπων Δρ.
Γεώργιος Αγγελής, Επ. Καθηγητής).
Συμμετοχή στην στην επίβλεψη προπτυχιακών μελετών ως μέλος τριμελούς επιτροπής
1) Δ. Ντάτσας (2004): "Μελέτη της σύστασης των λιπαρών οξέων σε μυκήλια του γένους Morchella" (Πτυχιακή
μελέτη – Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γ.Π.A. Επιβλέπων Δρ. Γεώργιος Αγγελής, Επ. Καθηγητής).
2) Κ. Υφαντή (2005): "Μελέτη των λιπιδίων του μυκηλίου των ειδών της ομάδας Coremiopleurotus του γένους
Pleurotus των Βασιδιομυκήτων" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γ.Π.A. Επιβλέπων Δρ.
Γεώργιος Αγγελής, Επ. Καθηγητής).
3) Μ. Μετσοβίτη (2006): "Διερεύνηση ζυμών για την παραγωγή ενζύμων" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης
και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A. Επιβλέπουσα Δρ. Μαρία Γαλιώτου, Αν. Καθηγήτρια).
Επιβλέπων καθηγητής σε προπτυχιακές μελέτες
1) Β. Αλεξιάδη (2006): "Αξιοποίηση θερμικώς επεξεργασμένου ελαιολάδου με χρήση στελεχών της ζύμης Yarrowia
lipolytica προς παραγωγή βιοτεχνολογικών προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα
Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
2) A. Χατζηφράγκου (2006): "Βιοτεχνολογική παραγωγή οργανικών οξέων από άγρια και γενετικώς τροποποιημένα
στελέχη της πολυμορφικής ζύμης Yarrowia lipolytica" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας
Τροφίμων, Γ.Π.A.).
3) K. Ράμφου (2006): "Μελέτη της παραγωγής πολυγαλακτουρονάσης από το μύκητα Penicillium expansum NRRL973 σε ζυμώσεις βυθού" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
4) Α. Δήμου (2006): "Μελέτη της παραγωγής μικροβιακού λίπους και λιπολυτικών ενζύμων κατά την αύξηση
στελεχών αδηλομυκήτων σε θερμικώς επεξεργασμένο ελαιόλαδο" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και
Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
5) Α. Μπάτσος (2007): "Μελέτη της παραγωγής πολυακορέστων λιπαρών οξέων διατροφικού ενδιαφέροντος κατά
την αύξηση των ελαιογόνων ζυγομυκήτων Cunninghamella echinulata και Mortierella isabellina σε ανανεώσιμες πηγές
άνθρακα" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
6) Α. Κωλέττη (2007): "Μελέτη της παραγωγής κιτρικού οξέος κατά την αύξηση άγριων και γενετικώς
τροποποιημένων στελεχών της ζύμης Yarrowia lipolytica σε υποστρώματα με βάση τη βιομηχανική γλυκερόλη"
(Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
7) Φ. Σύμπουρα (2008): "Μελέτη της λιπολυτικής δραστηριότητας βακτηριακών στελεχών που έχουν απομονωθεί
από τον ελαιόκαρπο"(Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
6
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
8) Θ.Α. Κουράση (2008): "Mελέτη της αύξησης αγρίων και γενετικώς τροποποιημένων στελεχών της ζύμης
Yarrowia lipolytica σε υδροφόβα υποπροϊόντα: κατευθυνόμενη παραγωγή μικροβιακών λιπιδίων" (Πτυχιακή μελέτη –
Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
9) Μ.Χ. Αθανασίου (2008): "Μελέτη της συσσώρευσης και της αποικοδόµησης µικροβιακών λιπιδιακών
αποθεµάτων κατά την αύξηση στελεχών της ζύµης Yarrowia lipolytica σε βιοµηχανικό παράγωγο ζωικού λίπους"
(Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
10) Ε. Μαργέλη (2008): "Μελέτη της επίδρασης αιθερίων ελαίων και φυτικών εκχυλισμάτων στην φυσιολογική
συμπεροφορά στελεχών των ζυμών Yarrowia lipolytica και Saccharomyces cerevisiae κατά την καλλιέργεια τους σε
ζυμώσεις βυθού" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
11) Ν. Χατζηπέρος (2008): "Μελέτη της παραγωγής πολυακόρεστων λιπιδίων κατά την αύξηση του μύκητα
Thamnidium elegans σε ζυμώσεις βυθού" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων,
Γ.Π.A.).
Μετά από την εκλογή μου ως Επίκουρος Καθηγητής
12) Α. Αρμένη (2009): "Βιοτεχνολογική παραγωγή αιθανόλης κατά την αύξηση ζυμών των ειδών Saccharomyces
cerevisiae και Candida tropicalis σε ανανεώσιμες πηγές άνθρακα" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και
Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
13) Ν. Καντζας (2009): "Μελέτη της αύξησης και παραγωγής 2,3-βουτανοδιόλης και αιθανόλης κατά την
καλλιέργεια του μικροοργανισμού Citrobacter freundii σε ανανεώσιμες πηγές άνθρακα" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα
Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
14) Λ. Μάτσακας (2010): "Μελέτες παραγωγής βιοαιθανόλης κατά την αύξηση του μικροοργανισμού Saccharomyces
cerevisiae σε γεωργο-βιομηχανικά υποπροϊόντα" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων,
Γ.Π.A.).
15) Κ. Κυριακού (2010): "Επίδραση της στρατηγικής αναεροβίωσης στη βιοχημική συμπεριφορά του
μικροοργανισμού Clostridium butyricum κατά την αύξηση του σε υποστρώματα με βάση τη βιομηχανική γλυκερόλη"
(Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
16) Μ. Μαύρου (2010): "Βιομετατροπή της ακάθαρτης γλυκερόλης, αποβλήτου της διεργασίας παραγωγής
βιοντήζελ με χρήση ευκαρυωτικών μικροοργανισμών: παραγωγή μικροβιακής πρωτεΐνης, οργανικών οξέων και
μικροβιακού λίπους φαρμακευτικού ενδιαφέροντος" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας
Τροφίμων, Γ.Π.A.).
17) Κ. Παρασκευαΐδη (2010): "Επίδραση της πηγής άνθρακα στην παραγωγή 1,3-προπανοδιόλης και 2,3βουτανοδιόλης κατά την καλλιέργεια του μικροοργανισμού Klebsiella oxytoca σε χαμηλού κόστους υποστρώματα"
(Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
18) Ι. Πέτρου (2010): "Προσδιορισμός της χημικής σύστασης του αιθερίου ελαίου της ρίγανης και επίδραση αυτού
στην βιοχημική απόκριση της πολυμορφικής ζύμης Yarrowia lipolytica κατά την καλλιέργεια της σε υποστρώματα με
βάση τη βιομηχανική γλυκερόλη" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
19) Μ.Ε. Σαραβάνου (2010): "Μελέτη της επίδρασης της 1,3-προπανοδιόλης στη φυσιολογική συμπεριφορά του
βακτηρίου Clostridium butyricum κατά την αύξηση του σε υποστρώματα με βάση τη βιομηχανική γλυκερόλη"
(Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
7
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
20) Μ. Γιαννάκης (2011): "Μελέτη της παραγωγής αιθανόλης και βιομάζας κατά την αύξηση του μικροοργανισμού
Saccharomyces cerevisiae σε υποστρώματα με βάση τα υγρά απόβλητα ελαιουργίας" (Πτυχιακή μελέτη – Τμήμα
Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.A.).
Επιβλέπων καθηγητής σε μεταπτυχιακές διατριβές
1) Ά. Παπαντώνη (2005): "Βιοτεχνολογική αξιοποίηση Υγρών Αποβλήτων Ελαιουργίας με τη χρήση ζυμών του
γένους Candida" (Μεταπτυχιακή διατριβή – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.Α.).
2) Γ. Μορφονιός (2006): "Μελέτη της αύξησης μυκήτων του γένους Aspergillus καλλιεργουμένων σε Υγρά Απόβλητα
Ελαιουργείων" (Μεταπτυχιακή διατριβή – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, ΓΠ.Α.).
3) Δ. Σαρρής (2006): "Studies on the alcoholic fermentation of enriched grape musts by the newly isolated
Saccharomyces cerevisiae strain MAK 1: High production of ethanol and fungicide removal" (Μεταπτυχιακή διατριβή
– M.Sc. ειδικότητας "Βιοτεχνολογία Τροφίμων" – Department of Bioscience, University of Strathclyde)
(συνεπιβλέπων με το Δρ. Γ. Κοτσερίδη, Λέκτορα Οινολογίας).
4) A. Βορριά (2007): "Μελέτη της παραγωγής αιθυλικής αλκοόλης και αρωματικών συστατικών κατά την αύξηση
στελεχών της ζύμης Saccharomyces cerevisiae σε ζυμώσεις βυθού" (Μεταπτυχιακή διατριβή – Διατμηματικό Π.Μ.Σ.,
Γ.Π.A.).
5) Α. André (2007): "Etude de la valorisation du glycérol industriel, sous-produit de la synthèse d’estercarburant, par voie biotechnologique: production d’acide citrique, d’acide oxalique et d’huile microbienne"
(Μεταπτυχιακή διατριβή – Master ειδικότητας "Βιοτεχνολογία, Επιστήμη Τροφίμων, Διατροφή και Τοξικολογία"
– Ecole Nationale Supérieure d’Agronomie et des Industries Alimentaires, Institut National Polytechnique de
Lorraine Nancy).
6) A. Μπέλκα (2007): "Επίδραση υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων στη βιοχημική συμπεριφορά στελεχών του είδους
Saccharomyces cerevisiae" (Μεταπτυχιακή διατριβή – Διατμηματικό Π.Μ.Σ., Γ.Π.A.).
7) Α. Χατζηφράγκου (2008): "Παραγωγή μικροβιακού λίπους υψηλού φαρμακευτικού και διατροφικού
ενδιαφέροντος κατά την αύξηση των μυκήτων της τάξης Mucorales σε σακχαρούχες ανανεώσιμες πηγές άνθρακα"
(Μεταπτυχιακή διατριβή – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, ΓΠ.Α.).
8) Μ. Μετσοβίτη (2008): "Μελέτη της αύξησης και της παραγωγής βακτηριοσίνης κατά την καλλιέργεια του
μικροοργανισμού Leuconostoc mesenteroides E131 σε ανανεώσιμες σακχαρούχες πηγές άνθρακα" (Μεταπτυχιακή
διατριβή – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, ΓΠ.Α.).
9) Α. Βαμβακάκη (2008): "Παραγωγή μικροβιακού λίπους και κυτταρικής μάζας κατά την αύξηση Ζυγομυκήτων
στο τυρόγαλα χρησιμοποιούμενο ως υπόστρωμα" (Μεταπτυχιακή διατριβή – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας
Τροφίμων, Γ.Π.Α.).
Μετά από την εκλογή μου ως Επίκουρος Καθηγητής
10) Ε. Ζήκου (2010): "Βιοσύνθεση ενδοκυτταρικού λίπους υψηλού διατροφικού και φαρμακευτικού ενδιαφέροντος
κατά την αύξηση του μύκητα Thamnidium elegans σε σακχαρούχα ανανεώσιμα υποστρώματα" (Μεταπτυχιακή
διατριβή – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γ.Π.Α.).
11) Σ. Ζερβόπουλος (2010): "Επίδραση των φαινολικών ουσιών στην αύξηση και τη φυσιολογική συμπεριφορά του
ζυμομύκητα Saccharomyces cerevisiae X5 καλλιεργούμενου σε συνθετικά γλεύκη" (Μεταπτυχιακή διατριβή –
Διατμηματικό Π.Μ.Σ., Γ.Π.A.).
8
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Συμμετοχή στην επίβλεψη διδακτορικών διατριβών
1) Σ. Φάκας (2004-2007) (Διδακτορική διατριβή – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό
Πανεπιστήμιο Αθηνών, Επιβλέπουσα Δρ. Μαρία Γαλιώτου, Αν. Καθηγήτρια). Τίτλος: "Βιοτεχνολογική παραγωγή
και μελέτη των λιπιδίων του Ζυγομύκητα Cunninghamella echinulata καλλιεργούμενου πάνω σε παραπροϊόντα της
βιομηχανίας τομάτας".
Συμμετοχή στην επταμελή εξεταστική επιτροπή διδακτορικών διατριβών
1) Σ. Φάκας (2007) (Διδακτορική διατριβή – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό
Πανεπιστήμιο Αθηνών, Επιβλέπουσα Δρ. Μ. Γαλιώτου, Αν. Καθηγήτρια). Τίτλος: "Βιοτεχνολογική παραγωγή και
μελέτη των λιπιδίων του Ζυγομύκητα Cunninghamella echinulata καλλιεργούμενου πάνω σε παραπροϊόντα της
βιομηχανίας τομάτας".
Μετά από την εκλογή μου ως Επίκουρος Καθηγητής
2) Ε. Τζίκα (2009) (Διδακτορική διατριβή – Σχολή Θετικών Επιστημών, Εθνικό και Καποδιστριακό
Πανεπιστήμιο Αθηνών, Επιβλέπουσα Δρ. Σ. Μηνιάδου-Μεϊμάρογλου, Επ. Καθηγήτρια). Τίτλος: "Οξειδωτικά
ένζυμα ελιάς και ελαιολάδου: αλληλεπιδράσεις με αντιοξειδωτικά".
3) Μ. Βαρζακάκου (2010) (Διδακτορική διατριβή – Γεωπονική Σχολή, Τομέας Επιστήμης και Τεχνολογίας
τροφίμων, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Αθηνών, Επιβλέπων Δρ. Τ. Ρουκάς, Καθηγητής). Τίτλος: "Μελέτη του
φαινομένου της αυτόλυσης και της μορφολογίας του μύκητα Blakeslea trispora κατά την παραγωγή β-καροτενίου από
τυρόγαλα σε ζύμωση βυθού".
4) Α. Μακρή (2011) (Διδακτορική διατριβή – Σχολή Θετικών Επιστημών, Τμήμα Βιολογίας, Πανεπιστήμιο
Πατρών, Επιβλέπων Δρ. Γ. Αγγελής, Καθηγητής). Τίτλος: "Μεταβολισμός της γλυκερόλης στη ζύμη Yarrowia
lipolytica και προοπτικές ανάπτυξης νέων βιοδιεργασιών".
Συμμετοχή στην επίβλεψη διδακτορικών διατριβών ως μέλος τριμελούς επιτροπής
1) Δ. Σαρρής (Ιούνιος 2007-Μάρτιος 2011): Διδακτορική διατριβή υπό εξέλιξη – Τμήμα Επιστήμης και
Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Επιβλέπουσα Δρ. Μαρία Γαλιώτου, Καθηγήτρια (σε
επόμενο στάδιο ανέλαβα την επίβλεψη).
Μετά από την εκλογή μου ως Επίκουρος Καθηγητής
2) Α. Χατζηφράγκου (Φεβρουάριος 2009-Ιούλιος 2010): Διδακτορική διατριβή υπό εξέλιξη – Τμήμα Επιστήμης
και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Επιβλέπουσα Δρ. Μαρία Γαλιώτου, Καθηγήτρια
(σε επόμενο στάδιο ανέλαβα την επίβλεψη).
3) Μ. Μετσοβίτη (Φεβρουάριος 2009-Ιούλιος 2010): Διδακτορική διατριβή υπό εξέλιξη – Τμήμα Επιστήμης και
Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Επιβλέπουσα Δρ. Μαρία Γαλιώτου, Καθηγήτρια (σε
επόμενο στάδιο ανέλαβα την επίβλεψη).
4) Λ. Μάτσακας (Ιούνιος 2010-σήμερα): Διδακτορική διατριβή υπό εξέλιξη – Σχολή Χημικών Μηχανικών, Εθνικό
Μετσόβειο Πολυτεχνείο, Επιβλέπων Δρ. Παύλος Χριστακόπουλος, Καθηγητής.
5) Σ. Μπέλλου (Νοέμβριος 2011-σήμερα): Διδακτορική διατριβή υπό εξέλιξη – Σχολή Θετικών Επιστημών,
Τμήμα Βιολογίας, Πανεπιστήμιο Πατρών, Επιβλέπων Δρ. Γ. Αγγελής, Καθηγητής.
9
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Επιβλέπων καθηγητής διδακτορικών διατριβών
Μετά από την εκλογή μου ως Επίκουρος Καθηγητής
1) Α. Χατζηφράγκου (Ιούλιος 2010-Απρίλιος 2012): Διδακτορική διατριβή υποστηριχθείσα στο Τμήμα Επιστήμης
και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Τίτλος: " Μελέτη της βιοτεχνολογικής παραγωγής
της 1,3-προπανοδιόλης κατά την αύξηση του μικροοργανισμού Clostridium butyricum σε υποστρώματα με βάση την
βιομηχανική γλυκερόλη" (υποστήριξη στις 2 Απριλίου 2012).
2) Μ. Μετσοβίτη (Ιούλιος 2010-σήμερα): Διδακτορική διατριβή υπό εξέλιξη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας
Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών.
3) Δ. Σαρρής (Μάρτιος 2011-σήμερα): Διδακτορική διατριβή υπό εξέλιξη – Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας
Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών.
4) S. Sadjeu Tchakouteu (Σεπτέμβριος 2011-σήμερα): Διδακτορική διατριβή υπό εξέλιξη – Τμήμα Επιστήμης και
Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών.
5. Υποτροφίες
Σεπτέμβριος 1993-Σεπτέμβριος 1995: Εταιρεία Γαλακτοκομικών Προϊόντων "ΔEΛTA A. E.".
Ιανουάριος 1995-Noέμβριος 1995: C.R.I.F.I.C. (Centre de Recherche Innovation et Formation pour Ingénieurs
et Cadres).
Φεβρουάριος 1996-Οκτώβριος 1996: Χημική Βιομηχανία "MOΣXOΛIOΣ XHMIKA A.E.".
Νοέμβριος 1996-Δεκέμβριος 1998: Ίδρυμα Κρατικών Υποτροφιών (I.K.Y.).
Νοέμβριος 2000-Οκτώβριος 2001: Ίδρυμα Κρατικών Υποτροφιών (I.K.Y.) (Υποτροφία Μεταδιδακτορικής
Έρευνας).
Ιούνιος 2005: Υποτροφία κινητικότητας Διδακτικού προσωπικού (πρόγραμμα ERASMUS/ΣΩΚΡΑΤΗΣ Δράση
2/2), Ίδρυμα υποδοχής: Εθνικό Γεωπονικό Ινστιτούτο των Παρισίων [Institut National Agronomique Paris –
Grignon (Ι.N.A.-P.G)].
Δεκέμβριος 2006: Υποτροφία κινητικότητας Διδακτικού προσωπικού (πρόγραμμα ανταλλαγής Υπουργείων
Παιδείας χωρών της Ευρωπαϊκής Ένωσης, Ίδρυμα υποδοχής: Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Αμβούργου
[Technische Universität Hamburg-Harburg (T.U.H.H.) – Institut für Bioprozess und Biosystemtechnik].
6. Επιστημονική δραστηριότητα
Ι) Συμμετοχή σε ερευνητικά προγράμματα
1) Ιανουάριος 1999-Φεβρουάριος 1999: Μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Εργαστήριο Γενικής και Γεωργικής
Μικροβιολογίας, Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά Οδός 75, 11855,
ΑΘΗΝΑ. Πρόγραμμα Διακρατικής Ελληνο-γαλλικής συνεργασίας PLATON "Παραγωγή πολυακορέστων
μικροβιακών ελαίων". Επιστημονικός Υπεύθυνος Ελληνικής πλευράς: Δρ. Γεώργιος Αγγελής, Επίκουρος
Καθηγητής Γ.Π.Α..
2) Οκτώβριος 2000: Επιστημονικός συνεργάτης στο Εργαστήριο Γενικής και Γεωργικής Μικροβιολογίας, Τμήμα
Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά Οδός 75, 11855, ΑΘΗΝΑ, στο πρόγραμμα
10
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
με τίτλο "Μετατροπή – Προσαρμογή Λογισμικού Cell City στο Ελληνικό Εκπαιδευτικό Σύστημα". Επιστημονικός
Υπεύθυνος: Δρ. Γεώργιος Αγγελής, Επίκουρος Καθηγητής Γ.Π.Α..
3) Νοέμβριος 2000-Οκτώβριος 2001: Μεταδιδακτορικός Ερευνητής στο Εργαστήριο Γενικής και Γεωργικής
Μικροβιολογίας, Τμήμα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά Οδός 75, 11855,
ΑΘΗΝΑ, χρηματοδοτούμενος από το Ίδρυμα Κρατικών Υποτροφιών, στο πρόγραμμα με τίτλο "Αύξηση και
συσσώρευση λίπους σε ελαιογόνους μύκητες και ζύμες: κινητικές και βιοχημικές μελέτες". Επιστημονικός
Υπεύθυνος: Δρ. Γεώργιος Αγγελής, Επίκουρος Καθηγητής Γ.Π.Α..
4) Μάρτιος 2002-Μάρτιος 2003: Εμπειρογνώμων του Ενιαίου Φορέα Ελέγχου Τροφίμων (E.Φ.E.T.) στο
επιστημονικό θέμα της ρύπανσης των τροφίμων και των λοιπών γεωργικών προϊόντων από βιομηχανικούς και
περιβαλλοντικούς
ρυπαντές
(διοξίνες,
ακρυλαμίδιο,
3-μονοχλωρο-1,2-προπανοδιόλη
και
συναφείς
χλωροπροπανόλες). Συμμετέχων ως εμπειρογνώμων από πλευράς E.Φ.E.T. στο Kοινοτικό Συντονισμένο
Πρόγραμμα Παρακολούθησης "Προσδιορισμός Επιπέδων Πολυχλωριωμένων Διβενζο-Διοξινών (P.C.D.D.),
Διβενζο-Φουρανίων (P.C.D.F.) και Παρομοίων με Διοξίνες Διφαινυλίων (Dioxin-like P.C.B.) σε Δείγματα
Tροφίμων, Zωοτροφών και σε Aνθρώπινα Βιολογικά Δείγματα".
5) Δεκέμβριος 2002-Ιανουάριος 2004: Συμμετοχή στην ομάδα εργασίας με σκοπό την εγκατάσταση και συνεχή
επιστημονική ενημέρωση της Ιστοσελίδας του Ε.Φ.Ε.Τ..
6) Απρίλιος 2003-Απρίλιος 2005: Συμμετοχή ως επιστημονικός συνεργάτης στο διακρατικό Ελληνο-Αλβανικό
πρόγραμμα "Μικροβιακές μετατροπές των αποβλήτων της Βιομηχανίας Ελαιολάδου και άλλων Γεωργικών
Βιομηχανιών σε προϊόντα Βιοτεχνολογικού ενδιαφέροντος". Συνεργασία με το Εργαστήριο Γενικής και Γεωργικής
Μικροβιολογίας του Γ.Π.Α.. Επιστημονικός Υπεύθυνος Ελληνικής πλευράς: Δρ. Γεώργιος Αγγελής, Επίκουρος
Καθηγητής Γ.Π.Α..
7) Απρίλιος 2004-Ιούλιος 2004: Επιστημονικός Υπεύθυνος του προγράμματος με τίτλο "Αποδόμηση ατελώς
πολυμερισμένων υπολειμμάτων βιομηχανιών παραγωγής πλαστικών χρωμάτων μέσω βιοτεχνολογικών / χημικών
διεργασιών". Χρηματοδότηση από την Εταιρεία Alpha Green. Ύψος χρηματοδότησης: 1100 €.
8) Ιούνιος 2005-Ιούνιος 2007: Επιστημονικός Υπεύθυνος από Ελληνικής πλευράς του Διακρατικού ΕλληνοΣλοβακικού προγράμματος "Βιοτεχνολογική παραγωγή βιοδραστικών λιπιδίων από γεωργο-βιομηχανικά
παραπροϊόντα".
Φορέας
Χρηματοδότησης:
Γ.Γ.Ε.Τ..
Συνεργασία
Εργαστηρίου
Μικροβιολογίας
&
Βιοτεχνολογίας Τροφίμων με τη Faculty of Chemical and Food Technology, Slovak University of Technology
(Σλοβάκος Επιστημονικός Υπεύθυνος Δρ. Milan Certik, Αναπληρωτής Καθηγητής). Ύψος χρηματοδότησης (για
το Γ.Π.Α.): 9981 €.
9) Ιανουάριος 2006-Δεκέμβριος 2007: Συμμετοχή ως έμπειρος ερευνητής από πλευράς Εργαστηρίου
Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων στο πρόγραμμα "Βελτιστοποίηση των βιολογικών δράσεων
αιθέριων ελαίων Ελληνικών αρωματικών φυτών" ΕΠΕΑΕΚ II (Αρχιμήδης II – Ενίσχυση Ερευνητικών Ομάδων
στα Τ.Ε.Ι.). Λοιποί συμμετέχοντες φορείς: (1) Τ.Ε.Ι. Δυτικής Μακεδονίας (Τμήμα Εμπορίας & Ποιοτικού
Ελέγχου Αγροτικών προϊόντων), (2) Τ.Ε.Ι. Αθήνας (Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων & Τμήμα Κοσμητολογίας –
Αισθητικής), (3) Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθήνας (Τομέας Φαρμακογνωσίας – Χημείας Φυσικών
προϊόντων του Τμήματος Φαρμακευτικής). Επιστημονικός Υπεύθυνος: Δρ. Σταύρος Λαλάς, Καθηγητής
Εφαρμογών Τ.Ε.Ι. Δυτικής Μακεδονίας. Ύψος χρηματοδότησης (για το Γ.Π.Α.): 2000 €.
11
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
10) Μάρτιος 2007-Δεκέμβριος 2007: Επιστημονικός Υπεύθυνος από πλευράς του Γ.Π.Α. του έργου 05ΠΑΒ 105
(Π.Α.Β.Ε.Τ. 2005) με τίτλο "Αξιοποίηση γεωργο-βιομηχανικών υπολειμμάτων με την καλλιέργεια του μύκητα
Lentinula
edodes
για
παραγωγή
μεταβολικών
προϊόντων
βιοτεχνολογικού
ενδιαφέροντος".
Φορέας
Χρηματοδότησης: Γ.Γ.Ε.Τ.. Ανάδοχος Φορέας: "ΚΑΜΠΟΣ Α.Ε.". Συνεργασία Εργαστηρίου Μικροβιολογίας
και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων με το ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. – Ινστιτούτο Γεωργικών Μηχανών και Κατασκευών, Εργαστήριο
Εδωδίμων Μυκήτων (Επιστημονικός Υπεύθυνος από πλευράς ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. Δρ. Αντώνιος Φιλιππούσης,
Αναπληρωτής Ερευνητής). Ανάδοχος Φορέας: ΚΑΜΠΟΣ Α.Ε.. Ύψος χρηματοδότησης (για το Γ.Π.Α.): 30712 €.
11) Ιανουάριος 2008-Δεκέμβριος 2011: Επιστημονικός Υπεύθυνος από πλευράς του Γ.Π.Α. του έργου με τίτλο
"Integrated bioconversion of glycerine into value-added products and biogas at pilot plant scale" (Collaborative
project, Theme 5: ENERGY, AREA ENERGY: Topic Energy.2007.3.3.2). Φορέας Χρηματοδότησης: E.E..
Λοιποί συμμετέχοντες φορείς: (1) Hamburg University of Technology (T.U.H.H.), Institute of Bioprocess and
Biosystems Engineering, (2) Agraferm Technologies (Luxemburg), (3) Frings Biotech (Germany), (4)
Biokraftwerke Fürstenwalde (Germany), (5) Landwirtschaftliche Fachschule Tulln (Austria). Επιστημονικός
Υπεύθυνος του συνολικού προγράμματος: Δρ. An-Ping Zeng, Καθηγητής, Institute of Bioprocess and Biosystems
Engineering, Hamburg University of Technology, Denickestrasse 15, D-21073 Hamburg, Germany. Ύψος
χρηματοδότησης (για το Γ.Π.Α.): 189000 €.
12) Ιανουάριος 2008-Δεκέμβριος 2009: Επιστημονικός Υπεύθυνος από πλευράς του Γ.Π.Α. του Διακρατικού
Ελληνο-Γερμανικού προγράμματος συνεργασίας IKYDAAD με τίτλο "Ανάπτυξη πρωτότυπης διεργασίας
βιομετατροπής η οποία εμπλέκει καθορισμένη μικροβιακή κοινότητα". Φορέας Χρηματοδότησης: Ι.Κ.Υ..
Συνεργασία Εργαστηρίου Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων με το Institute of Bioprocess and
Biosystems Engineering, Hamburg University of Technology (Γερμανός Επιστημονικός Υπεύθυνος Δρ. An-Ping
Zeng, Καθηγητής). Ύψος χρηματοδότησης (για το Γ.Π.Α.): 10000 €.
13) Ιανουάριος 2011-τώρα: Συμμετοχή ως έμπειρος ερευνητής από πλευράς Εργαστηρίου Μικροβιολογίας και
Βιοτεχνολογίας Τροφίμων στο πρόγραμμα με τίτλο "Ανάπτυξη καινοτόμων βιοδιεργασιών για την αξιοποίηση των
υπολειμμάτων της βιομηχανίας τροφίμων προς παραγωγή βιοκαυσίμων" με Κωδικό Έργου 09ΣΥΝ-32-621
(ακρωνύμιο: Nutrifuel) τα οποία συγχρηματοδοτούνται από το Ε.Τ.Π.Α. και τη Δράση Εθνικής εμβέλειας
"ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ" – Πράξη Ι: "Συνεργατικά έργα μικρής και μεσαίας κλίμακας" (Επιστημονικός Υπεύθυνος του
προγράμματος από πλευράς του Γ.Π.Α. ο Δρ. Απόστολος Κουτίνας, Λέκτορας). Ύψος χρηματοδότησης (για το
Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων): 40000 €.
14) Ιούνιος 2011-τώρα: Συμμετοχή ως έμπειρος ερευνητής από πλευράς Εργαστηρίου Μικροβιολογίας και
Βιοτεχνολογίας Τροφίμων στο διακρατικό πρόγραμμα με τίτλο "Βιοτεχνολογική επεξεργασία βιοαποβλήτων για
την παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθεμένης αξίας" (ακρωνύμιο: BIOPRODUCTS). Διμερής Ε&Τ Συνεργασία
Ελλάδας–Τουρκίας 2010-2011. Χρηματοδότηση: Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας, Ευρωπαϊκή
Ένωση. Επιστημονικός Υπεύθυνος Ελληνικής πλευράς: Δρ. Γεώργιος Αγγελής, Καθηγητής Τμήματος Βιολογίας
του Πανεπιστημίου Πατρών. Ύψος χρηματοδότησης (για το Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας
Τροφίμων): 1500 €.
15) Ιούλιος 2011-τώρα: Συμμετοχή ως έμπειρος ερευνητής από πλευράς Εργαστηρίου Μικροβιολογίας και
Βιοτεχνολογίας Τροφίμων στο πρόγραμμα με τίτλο "Ανάπτυξη βιοδιυλιστηρίου για την αξιοποίηση υπολειμμάτων
παραγωγής βιοντήζελ προς βιοαποικοδομήσιμα πολυμερή και προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας" με Κωδικό
12
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Έργου 09ΣΥΝ-81-715 (ακρωνύμιο: Bioref) τα οποία συγχρηματοδοτούνται από το Ε.Τ.Π.Α. και τη Δράση
Εθνικής εμβέλειας "ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ" – Πράξη Ι: "Συνεργατικά έργα μικρής και μεσαίας κλίμακας"
(Επιστημονικός Υπεύθυνος του προγράμματος από πλευράς του Γ.Π.Α. ο Δρ. Απόστολος Κουτίνας, Λέκτορας).
Ύψος χρηματοδότησης (για το Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων): 20000 €.
ΙΙ) Διοργάνωση ημερίδων – Συμμετοχή στην οργανωτική ή επιστημονική επιτροπή συνεδρίων
20 Σεπτεμβρίου 2005: Ημερίδα πραγματοποιηθείσα στη Βιβλιοθήκη του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών, με
ομιλητή το Δρ. Jean-Marc Nicaud, Δ/ντή Ερευνών του C.N.R.S. – Institut National Agronomique Paris –
Grignon. Οι τίτλοι των ομιλιών που παρουσιάστηκαν ήταν ως εξής:
– Yarrowia lipolytica: a yeast system for heterologous expression (expression systems, vectors, gene amplification,
heterologous gene expression.
– Functional gene analysis in the yeast Yarrowia lipolytica: tools and methods (transformation, gene expression,
gene deletion). Functional analysis of lipases and acyl CoA oxidases.
– Hydrophobic substrate utilization by Yarrowia lipolytica, and its potential biotechnological utilisations.
– Yarrowia lipolytica: from lipid droplets to lipid bodies.
25 Νοεμβρίου 2005: Ημερίδα πραγματοποιηθείσα στη Βιβλιοθήκη του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών, με
ομιλητή το Δρ. Milan Certik, Αναπληρωτή Καθηγητή της Faculty of Chemical and Food Technology – Slovak
University of Technology – Bratislava. Ο τίτλος της ομιλίας που παρουσιάστηκε ήταν ως εξής:
– Microbial utilization of agro-industrial materials for production of useful metabolites.
5 Ιουνίου 2006: Ημερίδα διοργανωθείσα από την Ελληνική Εταιρία Βιοτεχνολογίας (ΕΛ.Ε.Β.) πραγματοποιηθείσα
στο Αμφιθέατρο "Λ. Ζέρβας" του Ε.Ι.Ε., με θέμα "Αειφόρος Ανάπτυξη και Βιοτεχνολογία" (οργανωτική επιτροπή
Δ. Κέκος, Α. Ξενάκης, Χ. Σταμάτης και Σ. Παπανικολάου).
16-19 Οκτωβρίου 2009: Συμμετοχή στην επιστημονική επιτροπή του 1ου Συνεδρίου Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας,
που πραγματοποιήθηκε στους χώρους του ΓΠΑ.
6 Ιουνίου 2011: Συμμετοχή στην οργανωτική επιτροπή του 4ου Πανελληνίου Συνεδρίου Επιστήμης και
Τεχνολογίας Λιπιδίων, που πραγματοποιήθηκε στους χώρους του ΑΠΘ.
9-12 Νοεμβρίου 2011: Συμμετοχή στην επιστημονική επιτροπή του διεθνούς συνεδρίου "1st Medicinal Crops
International Conference (Medicrops ’11)", που πραγματοποιήθηκε στην Αθήνα. Συμμετοχή ως πρόεδρος
(chairman) στη συνεδρίαση της 11ης Νοεμβρίου 2011.
7. Διακρίσεις
Συμμετοχή μου ως μέλος της συντακτικής επιτροπής (Editorial Board) για τα περιοδικά "Fermentation
Technology" (OMICS group), "ISRN Biotechnology" (International Scholarly Research Network publisher) και
"American Journal of Bioengineering and Biotechnology" (Columbia International Publishing).
Επίσημη πρόσκληση για κρίση σε άρθρα των πιο κάτω Διεθνών Επιστημονικών Περιοδικών:
"African Journal of Agricultural Research" (1 δημοσίευση), "African Journal of Biotechnology" (17
δημοσιεύσεις), "African Journal of Microbiology Research" (2 δημοσιεύσεις) "Annals of Microbiology" (4
δημοσιεύσεις), "Applied Biochemistry and Biotechnology" (8 δημοσιεύσεις), "Applied Clay Sciences" (1
δημοσίευση), "Applied Microbiology and Biotechnology" (11 δημοσιεύσεις), "Biochemical Engineering Journal"
13
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
(9 δημοσιεύσεις), "Biologia" (1 δημοσίευση), "Biomacromolecules" (1 δημοσίευση), "Biomass and Bioenergy" (4
δημοσιεύσεις), "Bioprocess and Biosystems Engineering" (5 δημοσιεύσεις), "Bioresource Technology" (16
δημοσιεύσεις), "Biotechnology Advances" (3 δημοσιεύσεις), "Biotechnology and Bioengineering" (1 δημοσίευση),
"Biotechnology and Βiοprocess Engineering" (1 δημοσίευση), "Biotechnology and Molecular Biology Reviews"
(1 δημοσίευση), "Biotechnology for Biofuels" (1 δημοσίευση), "Biotechnology Journal" (2 δημοσιεύσεις),
"Biotechnology
Progress"
(10
δημοσιεύσεις), "Biotechnology ResJournals"
(1
δημοσίευση), "BMC
Biotechnology" (1 δημοσίευση), "British Biotechnology Journal" (1 δημοσίευση), "British Journal of
Environment and Climate Change" (1 δημοσίευση), "Canadian Journal of Microbiology" (1 δημοσίευση),
"Caspian Journal of Environmental Sciences" (1 δημοσίευση), "Chemical and Biochemical Engineering
Quarterly Journal" (2 δημοσιεύσεις), "Chemical Engineering Communications" (1 δημοσίευση), "Chemical
Papers" (4 δημοσιεύσεις), "Electronic Journal of Biotechnology" (1 δημοσίευση), "Energy" (1 δημοσίευση),
"Energy and Fuels" (1 δημοσίευση), "Engineering in Life Sciences" (10 δημοσιεύσεις), "Environmental
Chemistry Letters" (1 δημοσίευση), "Environmental Science and Technology" (1 δημοσίευση), "Environmental
Technology" (1 δημοσίευση), "European Journal of Lipid Science and Technology" (14 δημοσιεύσεις), "F.E.M.S.
Microbiology Letters" (2 δημοσιεύσεις), "F.E.M.S. Yeast Research" (2 δημοσιεύσεις), "Fermentation
Technology" (1 δημοσίευση), "Food Biotechnology" (1 δημοσίευση), "Food Chemistry" (1 δημοσίευση), "Food
Research International" (1 δημοσίευση), "Food Technology and Biotechnology" (5 δημοσιεύσεις), "Industrial and
Engineering Chemistry Research" (1 δημοσίευση), "International Journal of Hydrogen Energy" (1 δημοσίευση),
"International Journal of Molecular Sciences" (1 δημοσίευση), "International Research Journal of Microbiology"
(1 δημοσίευση), "Iranian Journal of Biotechnology" (1 δημοσίευση), "Jordan Journal of Biological Sciences" (1
δημοσίευση), "Journal of Agricultural and Biological Sciences" (1 δημοσίευση), "Journal of Agricultural and
Food Chemistry" (3 δημοσιεύσεις), "Journal of Applied Microbiology" (4 δημοσιεύσεις), "Journal of Biomedicine
and Biotechnology" (1 δημοσίευση), "Journal of Bioscience and Bioengineering" (1 δημοσίευση), "Journal of
Biotechnology" (2 δημοσιεύσεις), "Journal of Chemical Technology and Biotechnology" (10 δημοσιεύσεις),
"Journal of Cleaner Production" (1 δημοσίευση), "Journal of Food Processing and Preservation" (1 δημοσίευση),
"Journal of Hazardous Materials" (8 δημοσιεύσεις), "Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology" (6
δημοσιεύσεις), "Journal of Petroleum Technology and Alternative Fuels" (2 δημοσιεύσεις), "Journal of Scientific
Research" (1 δημοσίευση), "Journal of the Air and Waste Management Association" (2 δημοσιεύσεις), "Journal
of the American Oil Chemist’s Society" (3 δημοσιεύσεις), "Journal of Yeast and Fungal Research" (1
δημοσίευση), "Letters in Applied Microbiology" (1 δημοσίευση), "Mathematical Problems in Engineering" (1
δημοσίευση), "Metabolic Engineering" (3 δημοσιεύσεις), "Microbial Cell Factories" (2 δημοσιεύσεις),
"Molecules" (1 δημοσίευση), "Polish Journal of Microbiology" (1 δημοσίευση), "Preparative Biochemistry and
Biotechnology" (3 δημοσιεύσεις), "Process Biochemistry" (11 δημοσιεύσεις), "Proteomics" (1 δημοσίευση),
"Recent Patents on Biotechnology" (1 δημοσίευση), "Recent Patents on Engineering" (1 δημοσίευση), "The
Scientific World" (1 δημοσίευση), "Trends in Food Science and Technology" (1 δημοσίευση), "World Journal of
Microbiology and Biotechnology" (4 δημοσιεύσεις), "3 Biotech" (1 δημοσίευση).
Επίσημη πρόσκληση από τις American Oil Chemist’s Society και Japanese Oil Chemist’s Society για την
παρουσίαση μέρους των εργασιών μου στο Διεθνές Συνέδριο για το Μικροβιακά Έλαια που έλαβε χώρα στο Ohio
των Η.Π.Α. (Μάιος 2004).
14
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Επίσημη πρόσκληση από το Εθνικό Γεωπονικό Ινστιτούτο των Παρισίων [Institut National
Agronomique Paris – Grignon (I.N.A.-P.G.), Υπεύθυνοι Δρ. Jean-Marc Nicaud και Δρ. Thierry Chardot,
Διευθυντές Ερευνών] και παρουσίαση διαρκείας 8 ωρών (28 Ιουνίου 2005) στους φοιτητές και το ερευνητικό
προσωπικό του I.N.A.-P.G. των επιστημονικών θεμάτων με τους εξής τίτλους:
Ι) Applications biotechnologiques de Yarrowia lipolytica: valorisation des résidus d’origine agro-industrielle et
production des graisses microbiennes et de l’acide citrique..
II) Production des acides gras polyinsaturés par des champignons oléagineux..
III) Valorisation du glycérol technique pour la production de 1,3-propanediol par la bactérie Clostridium butyricum.
Επίσημη πρόσκληση για την παρουσίαση εργασίας μου (invited lecture) στο "2nd International Congress
on Bioprocesses in Food industries (I.C.B.F.-2006)" που πραγματοποιήθηκε στην Πάτρα (18-21 Ιουνίου 2006).
Παρουσίαση εργασίας μου με τίτλο "1,3-Propanediol and citric acid production from glycerol-containing waste
discharged after bio-diesel manufacturing process".
Επίσημη πρόσκληση από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Αμβούργου [Technische Universität
Hamburg-Harburg (T.U.H.H.) – Institut für Bioprozess und Biosystemtechnik, Υπεύθυνος: Δρ. An-Ping Zeng,
Καθηγητής] για διερεύνηση δυνατοτήτων συνεργασίας, και παρουσίαση διαρκείας 2 ωρών (8 Δεκεμβρίου 2006)
στους φοιτητές και το ερευνητικό προσωπικό του T.U.H.H. του επιστημονικού θέματος με τον εξής τίτλο:
"Biotechnological valorization of glycerol-containing waste discharged after bio-diesel manufacturing process:
production of 1,3-propanediol, citric acid and single-cell oil".
Επίσημη πρόσκληση από το Εθνικό Πολυτεχνείο της Λωρραίνης [Institut National Polytechnique de
Lorraine (I.N.P.L.) – υπεύθυνοι Δρ. Frantz Fournier και Δρ. Ivan Marc, Διευθυντές Ερευνών] για παρουσίαση
διαρκείας 5 ωρών (12-15 Νοεμβρίου 2008) στους φοιτητές και το ερευνητικό προσωπικό του I.N.P.L. του
επιστημονικού θέματος με τον εξής τίτλο: "Biotechnological applications of non conventional yeasts".
Συμμετοχή μου ως εξωτερικός εξεταστής (Examinateur) στη διδακτορική διατριβή της κας Ligia Alves
Da Costa Cardoso με τίτλο "Identification de facteurs opératoires influents en vue d’une production
microbienne optimale de torularhodine et de sa fonctionalisation enzymatique, à partir d’études cinétiques" που
υποστηρίχθηκε στο Εθνικό Πολυτεχνείο της Λωρραίνης (Institut National Polytechnique de Lorraine – Ι.N.P.L.),
Nancy, Γαλλία, στις 14 Νοεμβρίου 2008.
Συμμετοχή μου ως εξωτερικός εξεταστής (Examinator) στη διδακτορική διατριβή της κας Petra
Meeuwse με τίτλο "Production of fungal lipids – Kinetic modeling and process design" που υποστηρίχθηκε στο
Πανεπιστήμιο του Wageningen (University of Wageningen), Wageningen, Ολλανδία, στις 30 Νοεμβρίου 2011.
Παρουσία του άρθρου το οποίο συνυπογράφω με τίτλο "Influence of glucose and saturated free-fatty acid
mixtures on citric acid and lipid production by Yarrowia lipolytica" [Papanikolaou et al (2006) Curr Microbiol, 52,
134-142], στον κατάλογο των "Most Viewed Articles" του συγκεκριμένου περιοδικού (5ο στη σχετική λίστα) για
την περίοδο 04/2006.
Παρουσία του άρθρου το οποίο συνυπογράφω με τίτλο "Biotechnological valorisation of raw glycerol
discharged after bio-diesel (fatty acid methyl-esters) manufacturing process: production of 1,3-propanediol, citric
acid and single cell oil" [Papanikolaou et al (2008) Biomass Bioen, 32, 60-71], στον κατάλογο των "Top 25
Hottest Articles" του συγκεκριμένου περιοδικού (15ο στη σχετική λίστα) για την περίοδο 01-03/2008.
15
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Παρουσία του άρθρου το οποίο συνυπογράφω με τίτλο "Biotechnological valorization of biodiesel
derived glycerol waste through production of single cell oil and citric acid by Yarrowia lipolytica" [Papanikolaou
and Aggelis (2009) Lipid Technol, 21, 83-87], στον κατάλογο των "Top Downloads" του συγκεκριμένου
περιοδικού (8ο στη σχετική λίστα) για το έτος 2011.
Παρουσία του άρθρου το οποίο συνυπογράφω με τίτλο "Biotechnological conversions of bio-diesel
derived waste glycerol into added-value compounds by higher fungi: production of biomass, single cell oil and
oxalic acid" [André et al (2010) Ind Crops Prod, 31, 407-416], στον κατάλογο των "Top 25 Hottest Articles" του
συγκεκριμένου περιοδικού (10ο στη σχετική λίστα) για την περίοδο 01-03/2010, (10ο στη σχετική λίστα) για αυτή
μεταξύ 04-06/2010, (17ο στη σχετική λίστα) για αυτή μεταξύ 07-09/2010 και (25ο στη σχετική λίστα) για αυτή
μεταξύ 10-12/2010.
Παρουσία του άρθρου το οποίο συνυπογράφω με τίτλο "Biotechnological conversions of biodiesel
derived waste glycerol by yeast and fungal species" [Chatzifragkou et al (2011) Energy, 36, 1097-1108], στον
κατάλογο των "Top 25 Hottest Articles" του συγκεκριμένου περιοδικού (25ο στη σχετική λίστα) για την περίοδο
07-09/2011.
Παρουσία του άρθρου το οποίο συνυπογράφω με τίτλο "Lipid synthesized by micro-algae grown in
laboratory- and industrial-scale bioreactors" [Makri et al (2011) Eng Life Sci, 11, 52-58] στον κατάλογο των
"Most Accessed Articles" του συγκεκριμένου περιοδικού (3ο στη σχετική λίστα) για την περίοδο 03/201102/2012 και (4ο στη σχετική λίστα) για την περίοδο 02/2012.
Παρουσία του άρθρου το οποίο συνυπογράφω με τίτλο "Lipids of oleaginous yeasts. Part I: Biochemistry
of single cell oil production" [Papanikolaou and Aggelis (2011) Eur J Lipid Sci Technol, 113, 1031-1051] στον
κατάλογο των "Most Accessed Articles" του συγκεκριμένου περιοδικού (15ο στη σχετική λίστα) για την περίοδο
08/2011-04/2012.
Παρουσία του άρθρου το οποίο συνυπογράφω με τίτλο "Screening of bacterial strains capable of
converting biodiesel-derived raw glycerol into 1,3-propanediol, 2,3-butanediol and ethanol" [Metsoviti et al
(2012) Eng Life Sci, 12, 57-68] στον κατάλογο των "Most Accessed Articles" του συγκεκριμένου περιοδικού (7ο
στη σχετική λίστα) για την περίοδο 02/2012.
Παρουσία του άρθρου το οποίο συνυπογράφω με τίτλο "Biotechnological valorisation of raw glycerol
discharged after bio-diesel (fatty acid methyl-esters) manufacturing process: production of 1,3-propanediol, citric
acid and single cell oil" [Papanikolaou et al (2008) Biomass Bioen, 32, 60-71], στον κατάλογο των "Most Cited
Articles" του συγκεκριμένου περιοδικού από το 2007 έως τώρα (8ο στη σχετική λίστα).
Παρουσία του άρθρου το οποίο συνυπογράφω με τίτλο "Evaluating renewable carbon sources as
substrates for single cell oil production by Cunninghamella echinulata and Mortierella isabellina" [Fakas et al (2009)
Biomass Bioen, 33, 573-580] στον κατάλογο των "Most Cited Articles" του συγκεκριμένου περιοδικού από το
2007 έως τώρα (19ο στη σχετική λίστα).
Παρουσία του άρθρου το οποίο συνυπογράφω με τίτλο "Cheese whey as a renewable substrate for
microbial lipid and biomass production by Zygomycetes" [Vamvakaki et al (2010) Eng Life Sci, 10, 348-360]
στον κατάλογο των "Most Cited Articles" του συγκεκριμένου περιοδικού (5ο στη σχετική λίστα) για το 2011.
Ευμενής σχολιασμός του άρθρου το οποίο συνυπογράφω με τίτλο "Lipid production by oleaginous
Mucorales cultivated on renewable carbon sources" [Papanikolaou et al (2007) Eur J Lipid Sci Technol, 109,
16
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
1060-1070] από τον Καθηγητή Frank Gunstone στο άρθρο του "Research Highlights" του περιοδικού "Lipid
Technology" [February 2008, Vol. 20 (2) 43-45].
Επίσημη πρόσκληση από τον Καθηγητή Frank Gunstone για συγγραφή άρθρου ανασκόπησης από εμένα
στο περιοδικό "Lipid Technology" (Σεπτέμβριος 2008).
Επίσημη πρόσκληση από τον Καθηγητή Alexander Steinbüchel για συγγραφή άρθρου ανασκόπησης από
εμένα στο περιοδικό "Applied Microbiology and Biotechnology" (Μάρτιος 2012).
8. Δημοσιευμένο έργο
I. Διατριβές
I.1. Σ. Παπανικολάου. Βιομετατροπή του λινελαϊκού οξέος σε γ-λινολενικό οξύ στο μυκήλιο του μύκητα
Mucor circinelloides CBS 172-27. Γ.Π.A. – Πτυχιακή μελέτη, Iούλιος 1993.
I.2. S. Papanikolaou. Alkylation enzymatique des sucres dans un système biphasique eau-alcool.
I.N.P.L. / E.N.S.A.I.A. – Thèse D.E.A., Σεπτέμβριος 1994.
I.3. S. Papanikolaou. Etude cinétique de la production de 1-3 propanediol à partir de glycérol, sous
produit d'une industrie chimique, par voie biotechnologique. I.N.P.L. / E.N.S.A.I.A. – Thèse I.N.P.L.,
Νοέμβριος 1995.
I.4. S. Papanikolaou. Etude du comportement physiologique d’une souche de Yarrowia lipolytica en
croissance sur des co-produits industriels: production orientée des lipides cellulaires. I.N.P.L. / E.N.S.A.I.A. –
Thèse de Dοctorat I.N.P.L., Δεκέμβριος 1998.
II. Ερευνητικές Δημοσιεύσεις σε Διεθνή Επιστημονικά Περιοδικά με Κριτές (*corresponding author, o
impact factor όλων των περιοδικών είναι για το έτος δημοσίευσης κάθε άρθρου, για το δε έτος 2012 είναι
αυτός του 2011)
II.1. G. Aggelis, M. Komaitis, S. Papanikolaou and G. Papadopoulos. A mathematical model for the
study of lipid accumulation in oleaginous micro-organisms: I. Lipid accumulation during growth of Mucor
circinelloides CBS 172-27 on a vegetable oil. Grasas y Aceites, 1995, 46, 169-173, IF=0.440
II.2. G. Aggelis, M. Komaitis, S. Papanikolaou and G. Papadopoulos. A mathematical model for the
study of lipid accumulation in oleaginous micro-organisms: II. Study of cellular lipids of Mucor circinelloides CBS
172-27 during growth on a vegetable oil. Grasas y Aceites, 1995, 46, 245-250, IF=0.440
II.3. S. Papanikolaou, P. Ruiz-Sanchez, B. Pariset, F. Blanchard and M. Fick. High production of 1,3propanediol from industrial glycerol by a newly isolated Clostridium butyricum strain. Journal of Biotechnology,
2000, 77, 191-208, IF=1.311
II.4. S. Papanikolaou*. Enzyme-catalyzed synthesis of alkyl-β-glucosides in a water-alcohol two-phase
system. Bioresource Technology, 2001, 77, 157-161, IF=0.890
II.5. S. Papanikolaou, I. Chevalot, M. Komaitis, G. Aggelis and I. Marc. Kinetic profile of the cellular
lipid composition in an oleaginous Yarrowia lipolytica capable of producing a cocoa-butter substitute from
industrial fats. Antonie van Leeuwenhoek, 2001, 80, 215-224, IF=2.066
II.6. S. Papanikolaou and G. Aggelis. Lipid production by Yarrowia lipolytica growing on industrial
glycerol in a single-stage continuous culture. Bioresource Technology, 2002, 82, 43-49, IF=1.289
17
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
II.7. S. Papanikolaou, I. Chevalot, M. Komaitis, I. Marc and G. Aggelis. Single cell oil production by
Yarrowia lipolytica growing on an industrial derivative of animal fat in batch cultures. Applied Microbiology and
Biotechnology, 2002, 58, 308-312, IF=1.744
II.8. S. Papanikolaou, L. Muniglia, I. Chevalot, G. Aggelis and I. Marc. Yarrowia lipolytica as a potential
producer of citric acid from raw glycerol. Journal of Applied Microbiology, 2002, 92, 737-744, IF=1.819
II.9. S. Papanikolaou*, L. Muniglia, I. Chevalot, G. Aggelis and I. Marc. Accumulation of a cocoabutter-like lipid by Yarrowia lipolytica cultivated on agro-industrial residues. Current Microbiology, 2003, 46, 124130, IF=1.125
II.10. S. Papanikolaou and G. Aggelis. Modeling lipid accumulation and degradation in Yarrowia
lipolytica cultivated on industrial fats. Current Microbiology, 2003, 46, 398-402, IF=1.125
II.11. S. Papanikolaou and G. Aggelis. Modelling aspects of the biotechnological valorization of raw
glycerol: production of citric acid by Yarrowia lipolytica and 1,3-propanediol by Clostridium butyricum. Journal of
Chemical Technology and Biotechnology, 2003, 78, 542-547, IF=0.979
II.12. G. Aggelis, D. Iconomou, M. Christou, D. Bokas, S. Kotzailias, G. Christou, V. Tsagou and S.
Papanikolaou. Phenolic removal in a model olive oil mill wastewater using Pleurotus ostreatus in bioreactor
cultures and biological evaluation of the process. Water Research, 2003, 37, 3897-3904, IF=1.812
II.13. S. Papanikolaou and G. Aggelis. Selective uptake of fatty acids by the yeast Yarrowia lipolytica.
European Journal of Lipid Science and Technology, 2003, 105, 651-655, IF=0.924
II.14. S. Papanikolaou, M. Komaitis and G. Aggelis. Single cell oil (SCO) production by Mortierella
isabellina grown on high-sugar content media. Bioresource Technology, 2004, 95, 287-291, IF=1.387
II.15. S. Papanikolaou, S. Sarantou, M. Komaitis and G. Aggelis. Repression of reserve lipid turnover
in Cunninghamella echinulata and Mortierella isabellina cultivated in multiple-limited media. Journal of Applied
Microbiology, 2004, 97, 867-874, IF=1.835
II.16. S. Papanikolaou*, M. Fick and G. Aggelis. The effect of raw glycerol concentration on the
production of 1,3-propanediol by Clostridium butyricum. Journal of Chemical Technology and Biotechnology,
2004, 79, 1189-1196, IF=0.899
II.17. S. Papanikolaou*, M. Galiotou-Panayotou, I. Chevalot, M. Komaitis, I. Marc and G. Aggelis.
Influence of glucose and saturated free-fatty acid mixtures on citric acid and lipid production by Yarrowia
lipolytica. Current Microbiology, 2006, 52, 134-142, IF=1.007
ΙΙ.18. S. Fakas, S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis and G. Aggelis. Lipids of
Cunninghamella echinulata with emphasis to γ-linolenic acid distribution among lipid classes. Applied Microbiology
and Biotechnology, 2006, 73, 676-683, IF=2.441
II.19. S. Fakas, M. Galiotou-Panayotou, S. Papanikolaou, M. Komaitis and G. Aggelis. Compositional
shifts in lipid fractions during lipid turnover in Cunninghamella echinulata. Enzyme and Microbial Technology,
2007, 40, 1321-1327, IF=1.969
II.20. S. Papanikolaou*, I. Chevalot, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis, I. Marc and G. Aggelis.
Industrial derivative of tallow: a promising renewable substrate for microbial lipid, single-cell protein and lipase
production by Yarrowia lipolytica. Electronic Journal of Biotechnology, 2007, 10, 425-435, IF=0.859
18
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
ΙΙ.21. S. Papanikolaou*, M. Galiotou-Panayotou, S. Fakas, M. Komaitis and G. Aggelis. Lipid
production by oleaginous Mucorales cultivated on renewable carbon sources. European Journal of Lipid Science
and Technology, 2007, 109, 1060-1070, IF=0.911
ΙΙ.22. S. Papanikolaou*, S. Fakas, M. Fick, I. Chevalot, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis, I. Marc
and G. Aggelis. Biotechnological valorisation of raw glycerol discharged after bio-diesel (fatty acid methyl-esters)
manufacturing process: production of 1,3-propanediol, citric acid and single cell oil. Biomass and Bioenergy,
2008, 32, 60-71, IF=2.540
II.23. S. Papanikolaou*, M. Galiotou-Panayotou, S. Fakas, M. Komaitis and G. Aggelis. Citric acid
production by Yarrowia lipolytica cultivated on olive-mill wastewater-based media. Bioresource Technology, 2008,
99, 2419-2428, IF=4.453
II.24. C.I.A. Belessi, S. Papanikolaou, E.H. Drosinos and P.N. Skandamis. Survival and acid resistance
of Listeria innocua in Feta cheese and yoghurt, in the presence or absence of fungi. Journal of Food Protection,
2008, 71, 742-749, ΙF=1.763
ΙΙ.25. S. Fakas, M. Čertik, S. Papanikolaou, G. Aggelis, M. Komaitis and M. Galiotou-Panayotou. γLinolenic acid production by Cunninghamella echinulata growing on complex organic nitrogen sources. Bioresource
Technology, 2008, 99, 5986-5990, IF=4.453
II.26. S. Fakas, S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis and G. Aggelis. Organic
nitrogen of tomato waste hydrolysate enhances glucose uptake and lipid accumulation in Cunninghamella
echinulata. Journal of Applied Microbiology, 2008, 105, 1062-1070, IF=2.028
Μετά από την εκλογή μου ως Επίκουρος Καθηγητής
II.27. S. Papanikolaou*, O. Gortzi, E. Margeli, I. Chinou, M. Galiotou-Panayotou and S. Lalas. Effect
of Citrus essential oil addition upon growth and cellular lipids of Yarrowia lipolytica yeast. European Journal of
Lipid Science and Technology, 2008, 110, 997-1006, IF=1.354
II.28. S. Fakas, I. Papapostolou, S. Papanikolaou, C.D. Georgiou and G. Aggelis. Susceptibility to
peroxidation of the major mycelial lipids of Cunninghamella echinulata. European Journal of Lipid Science and
Technology, 2008, 110, 1062-1067, IF=1.354
II.29. A. Beopoulos, Z. Mrozova, F. Thevenieau, M.T. Le Dall, I. Hapala, S. Papanikolaou, T. Chardot
and J.M. Nicaud. Control of lipid accumulation in the yeast Yarrowia lipolytica. Applied and Environmental
Microbiology, 2008, 74, 7779-7789, IF=3.801
II.30. D. Sarris, Y. Kotseridis, M. Linga, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou*. Enhanced
ethanol production, volatile compounds biosynthesis and removal of fungicide during growth of a newly
isolated Saccharomyces cerevisiae strain on enriched pasteurized grape musts. Engineering in Life Sciences, 2009, 9,
29-37, IF=1.240
II.31. S. Fakas, S. Papanikolaou*, A. Batsos, M. Galiotou-Panayotou, A. Mallouchos and G. Aggelis.
Evaluating renewable carbon sources as substrates for single cell oil production by Cunninghamella echinulata and
Mortierella isabellina. Biomass and Bioenergy, 2009, 33, 573-580, IF=3.326
II.32. S. Papanikolaou*, A. Chatzifragkou, S. Fakas, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis, J.M.
Nicaud and G. Aggelis. Biosynthesis of lipids and organic acids by Yarrowia lipolytica strains cultivated on
glucose. European Journal of Lipid Science and Technology, 2009, 111, 1221-1232, IF=1.831
19
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
ΙΙ.33. A. André, A. Chatzifragkou, P. Diamantopoulou, D. Sarris, A. Philippoussis, M. GaliotouPanayotou, M. Komaitis and S. Papanikolaou*. Biotechnological conversions of bio-diesel derived crude
glycerol by Yarrowia lipolytica strains. Engineering in Life Sciences, 2009, 9, 468-478, IF=1.240
II.34. A. André, P. Diamantopoulou, A. Philippoussis, D. Sarris, M. Komaitis and S. Papanikolaou*.
Biotechnological conversions of bio-diesel derived waste glycerol into added-value compounds by higher fungi:
production of biomass, single cell oil and oxalic acid. Industrial Crops and Products, 2010, 31, 407-416,
IF=2.507
ΙΙ.35. A. Chatzifragkou, D. Dietz, M. Komaitis, A.-P. Zeng and S. Papanikolaou*. Effect of biodieselderived waste glycerol impurities on biomass and 1,3-propanediol production of Clostridium butyricum VPI 1718.
Biotechnology and Bioengineering, 2010, 107, 76-84, IF=3.700
II.36. S. Papanikolaou*, P. Diamantopoulou, A. Chatzifragkou, A. Philippoussis and G. Aggelis.
Suitability of low-cost sugars as substrates for lipid production by the fungus Thamnidium elegans. Energy and
Fuels, 2010, 24, 4078-4086, IF=2.444
II.37. A.-N. Vamvakaki, I. Kandarakis, S. Kaminarides, M. Komaitis and S. Papanikolaou*. Cheese
whey as a renewable substrate for microbial lipid and biomass production by Zygomycetes. Engineering in Life
Sciences, 2010, 10, 348-360, IF=1.504
II.38. S. Fakas, I. Kefalogianni, A. Makri, G. Tsoumpeli, G. Rouni, C. Gardeli, S. Papanikolaou and
George Aggelis. Characterization of olive fruit microflora and its effect on olive oil aroma biogenesis. European
Journal of Lipid Science and Technology, 2010, 112, 1024-1032, IF=1.487
II.39. A. Chatzifragkou, S. Fakas, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis, G. Aggelis and S.
Papanikolaou*. Commercial sugars as substrates for lipid accumulation by Cunninghamella echinulata and
Mortierella isabellina fungi. European Journal of Lipid Science and Technology, 2010, 112, 1048-1057, IF=1.487
II.40. A. Philippoussis, P. Diamantopoulou, K. Papadopoulou, H. Lakhtar, S. Roussos, G.
Parissopoulos and S. Papanikolaou. Biomass, laccase and endoglucanase production by Lentinula edodes during
solid state fermentation of reed grass, bean stalks and wheat straw residues. World Journal of Microbiology and
Biotechnology, 2011, 27, 285-297, IF=1.532
II.41. A. Chatzifragkou, A. Makri, A. Belka, S. Bellou, M. Mavrou, M. Mastoridou, P. Mystrioti, G.
Onjaro, G. Aggelis and S. Papanikolaou*. Biotechnological conversions of biodiesel derived waste glycerol by
yeast and fungal species. Energy, 2011, 36, 1097-1108, IF=3.487
II.42. A. Makri, S. Bellou, M. Birkou, K. Papatrehas, N.P. Dolapsakis, D. Bokas, S. Papanikolaou and
G. Aggelis. Lipid synthesized by micro-algae grown in laboratory- and industrial-scale bioreactors. Engineering
in Life Sciences, 2011, 11, 52-58, IF=1.925
II.43. S. Papanikolaou*, A. Dimou, S. Fakas, P. Diamantopoulou, A. Philippoussis, M. GaliotouPanayotou, G. Aggelis. Biotechnological conversion of waste cooking olive oil into lipid-rich biomass using
Aspergillus and Penicillium strains. Journal of Applied Microbiology, 2011, 110, 1138-1150, IF=2.337
II.44. A. Chatzifragkou, S. Papanikolaou*, D. Dietz, A.I. Doulgeraki, G-J.E. Nychas and A.-P. Zeng.
Production of 1,3-propanediol by Clostridium butyricum growing on biodiesel-derived crude glycerol through a
non-sterilized fermentation process. Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91, 101-112, IF=3.425
20
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
II.45. M. Metsoviti, S. Paramithiotis, E.H. Drosinos, P.N. Skandamis, M. Galiotou-Panayotou and S.
Papanikolaou*. Biotechnological valorization of low-cost sugar-based media for bacteriocin production by
Leuconostoc mesenteroides E131. New Biotechnology, 2011, 28, 600-609, IF=2.756
ΙΙ.46. D. Sarris, M. Galiotou-Panayotou, A.A. Koutinas, M. Komaitis and S. Papanikolaou*. Citric
acid, biomass and cellular lipid production by Yarrowia lipolytica strains cultivated on olive mill wastewater-based
media. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 2011, 86, 1439-1448, IF=2.168
II.47. A. Chatzifragkou, G. Aggelis, M. Komaitis, A.-P. Zeng and S. Papanikolaou*. Impact of
anaerobiosis strategy and bioreactor geometry on the biochemical response of Clostridium butyricum VPI 1718
during 1,3-propanediol fermentation. Bioresource Technology, 2011, 102, 10625-10632, IF=4.980
II.48. A. Chatzifragkou, I. Petrou, C. Gardeli, M. Komaitis and S. Papanikolaou*. Effect of Origanum
vulgare L. essential oil on growth and lipid profile of Yarrowia lipolytica cultivated on glycerol-based media. Journal
of the American Oil Chemist’s Society, 2011, 88, 1955-1964, IF=1.773
ΙΙ.49. M. Metsoviti, S. Paramithiotis, E.H. Drosinos, M. Galiotou-Panayotou, G.-J.E. Nychas, A.-P.
Zeng and S. Papanikolaou*. Screening of bacterial strains capable of converting biodiesel-derived raw glycerol
into 1,3-propanediol, 2,3-butanediol and ethanol. Engineering in Life Sciences, 2012, 12, 57-68, IF=1.925
III. Κεφάλαια σε Διεθνή Κεφάλαια με Κριτές (Book Chapters) (*corresponding author)
III.1. S. Papanikolaou*. 1,3-Propanediol and citric acid production from glycerol-containing waste
discharged after bio-diesel manufacturing process. In: Current topics on bioprocesses in Food Industry, Volume
II. Eds: A. Koutinas, A. Pandey and C. Larroche, AsiaTech Publishers Inc., New Delhi, 2008, Chapter 25, pp.
381-399.
Μετά από την εκλογή μου ως Επίκουρος Καθηγητής
III.2. S. Papanikolaou*. Biotechnological production of citric acid by Yarrowia lipolytica. In: Microbial
implication for safe and qualitative food products. Eds: C. Psarianos and Y. Kourkoutas, Research Signpost
Publisher, Trivandrum, 2008, Chapter 11, pp. 197-212.
ΙΙΙ.3. S. Fakas, S. Papanikolaou, Μ. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis and G. Aggelis. Biochemistry
and biotechnology of single cell oil. In: New horizons in Biotechnology. Eds: A. Pandey, C. Larroche, C.R.
Soccol and C.G. Dussard, AsiaTech Publishers Inc., New Delhi, 2009, Chapter 5, pp. 52-75.
III.4. S. Papanikolaou*. Microbial conversion of glycerol into 1,3-propanediol: Glycerol assimilation,
biochemical events related with 1,3-propanediol biosynthesis and biochemical engineering of the process. In:
Microbial conversions of raw glycerol. Ed: G. Aggelis, Nova Science Publishers Inc., New York, 2009, Chapter
X, pp. 137-168.
III.5. A. Koutinas and S. Papanikolaou. Biodiesel production from microbial oil. In: Handbook of
biofuels production – Processes and technologies. Eds: R. Luque, J. Campelo, J.H. Clark, Woodhead Publishing
Limited, Cambridge, 2011, Chapter 8, pp. 177-198.
IV. Άρθρα ανασκόπησης σε Διεθνή Επιστημονικά Περιοδικά με Κριτές (*corresponding author)
21
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Μετά από την εκλογή μου ως Επίκουρος Καθηγητής
ΙV.1. S. Papanikolaou* and G. Aggelis. Biotechnological valorization of biodiesel derived glycerol
waste through production of single cell oil and citric acid by Yarrowia lipolytica. Lipid Technology, 2009, 21, 8387, (το περιοδικό δεν έχει IF το 2011).
ΙV.2. S. Papanikolaou* and G. Aggelis. Yarrowia lipolytica: a model microorganism used for the
production of tailor-made lipids. European Journal of Lipid Science and Technology, 2010, 112, 639-654,
IF=1.487
IV.3. S. Papanikolaou* and G. Aggelis. Lipids of oleaginous yeasts. Part I. Biochemistry of single cell
oil production. European Journal of Lipid Science and Technology, 2011, 113, 1031-1051, IF=1.733
IV.4. S. Papanikolaou* and G. Aggelis. Lipids of oleaginous yeasts. Part II. Technology and potential
applications. European Journal of Lipid Science and Technology, 2011, 113, 1052-1073, IF=1.733
IV.5. S. Papanikolaou*. Oleaginous yeasts: Biochemical events related with lipid synthesis and
potential biotechnological applications. Fermentation Technology, 2012, 1, e103, doi:10.4172/21677972.1000e103 (το περιοδικό δεν έχει IF το 2011, το δε άρθρο αυτό ήταν «Editorial»).
V. Ερευνητικές δημοσιευμένες εργασίες (πλήρη άρθρα) στα πρακτικά διεθνών συνεδρίων με κριτές
V.1. L. Muniglia, S. Papanikolaou, C. Fonteix and I. Marc. Performance determination of a single cell
oil process. In the "Proceedings of 17th Int. Conf. of the System Dynamics Soc. and 5th Austr. and N. Zeal. Syst.
Conference. Systems Thinking for the Next Millenium", Wellington, N. Zealand, 1999, 9 pages.
V.2. S. Papanikolaou, I. Chevalot, G. Aggelis, M. Komaitis and I. Marc. Production of a cocoa-butter
substitute from industrial fats by Yarrowia lipolytica. In the "Proceedings of the lipases and lipids 1999
Conference. Lipases and lipids: structure, function and biotechnological applications", Crete University Press,
Greece, 2000, pp. 389-397.
V.3. G. Aggelis, A. Kavadia, K. Papalopoulos, S. Papanikolaou, I. Chevalot, T. Tryfona, H. Gema, I.
Kefalogianni, I. Chatzipavlidis, D. Dimou, F. Blanchard, M. Komaitis and I. Marc. Formation and degradation
of storage substances by microorganisms: Modeling and applications. In the "International conference of
Microbial Biotechnology, Trade and Public Policy", Osmania University, Hyderabad, India, 2000, 11 pages.
V.4. D. Iconomou, S. Papanikolaou, M. Karayanni–Christou, D. Dimou and G. Aggelis. Biotreatment
of olive oil mill wastewaters using Pleurotus spp. Second International Seminar Olivebioteq, Marsala – Mazara del
Vallo, Italy, 2006.
V.5. S. Papanikolaou, O. Gortzi, E. Margeli, P. Mitliaga, P. Diamantopoulou and S. Lalas. Effect upon
cellular lipid composition and growth of Yarrowia lipolytica of essential oil from Citrus cinensis cv New Hall – Citrus
aurantium. 5th International Congress on Food Technology, Thessaloniki, Greece, 2007, pp. 343-349.
V.6. S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis and G. Aggelis. Lipid production by the
polymorphic yeast Yarrowia lipolytica growing on single-stage continuous culture with industrial glycerol used as
the sole substrate. 5th International Congress on Food Technology, Thessaloniki, Greece, 2007, pp. 350-356.
Μετά από την εκλογή μου ως Επίκουρος Καθηγητής
V.7. S. Papanikolaou, P. Diamantopoulou, A. Philippoussis, A. Koutinas, M. Komaitis and G. Aggelis.
Biotechnological conversions of agro-industrial residues with the use of higher fungi: the case of waste cooking
22
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
oils and biodiesel-derived crude glycerol. 1st Medicinal Crops International Conference (Medicrops ’11), Athens,
Greece, 2011, (oral presentation), 8 pages.
VI. Ερευνητικές δημοσιευμένες εργασίες (περιλήψεις ή/και posters) στα πρακτικά διεθνών συνεδρίων με
κριτές
VI.1. S. Papanikolaou, S. Fakas, M. Galiotou and G. Aggelis. Production of reserve lipid and enzymes
by oleaginous Zygomycetes cultivated on renewable resources. In the workshop COST D25: Applied
Biocatalysis, Athens, Greece, 2004, Abstract, pp. 101.
VI.2. S. Fakas, M. Metsoviti, S. Papanikolaou and M. Galiotou. Screening of yeasts for food enzymes
production. In the workshop COST D25: Applied Biocatalysis, Athens, Greece, 2004, Abstract, pp. 102.
VI.3. S. Papanikolaou, M. Fick, I. Chevalot, M. Galiotou, M. Komaitis, I. Marc and G. Aggelis. 1,3Propanediol and citric acid production from glycerol-containing waste discharged after bio-diesel manufacturing
process. 2nd International Congress on Bioprocesses in Food Industries, University of Patras, Greece, 2006, (oral
presentation), Abstract, pp. 38.
VI.4. I. Kefalogianni, A. Gianouli, V. Tsagou, S. Fakas, S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, M.
Komaitis and G. Aggelis. The microflora of olive fruit stored under industrial conditions prior to oil extraction.
2nd International Congress on Bioprocesses in Food Industries, University of Patras, Greece, 2006, Abstract, pp.
134.
VI.5. S. Fakas, S. Papanikolaou, G. Aggelis, M. Komaitis and M. Galiotou-Panayotou. Bioconversion
of tomato wastes hydrolysate into single-cell oil. 2nd International Congress on Bioprocesses in Food Industries,
University of Patras, Greece, 2006, Abstract, pp. 140.
VI.6. O. Gortzi, S.Papanikolaou, S. Lalas, M. Galiotou-Panayotou and P. Mitliaga. Effect of essential
oil of Citrus cinensis cv new hall – Citrus aurantium (indigenous in Greece) upon growth of Yarrowia lipolytica –
POSTER. Abstract published in Planta Medica 72: pp. 1074 (P 312) (2006).
VI.7. S. Fakas, S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, Th. Mazioti, M. Komaitis and G. Aggelis.
Biochemistry and biotechnology of single cell oil. International conference on new horizons in biotechnology,
Trivandrum, India, 2007, Book of Abstracts pp. 9-10
VI.8. P. Diamantopoulou, T. Varzakas, K. Papadopoulou, G. Parissopoulos, S. Papanikolaou, S.
Roussos and A. Philipoussis. Evaluating the growth and lignocellulolytic enzymes of Ganoderma species during
SSF of agricultural and littoral residues. II International Conference on Environmental, Industrial and Applied
Microbiology (BioMicroWorld 2007), Seville, Spain, 2007, Abstract Code 387, pp. 685.
VI.9. D. Sarris, Y. Kotseridis, S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou and M. Komaitis. Production
of bio-ethanol and removal of fungicide during growth of a newly isolated Saccharomyces cerevisiae strain on
enriched grape musts. 4th International Greek Biotechnology Forum Athens, Greece, 2008 (Poster)
VI.10. A. André, P. Diamantopoulou, D. Sarris, M. Galiotou-Panayotou, A. Philippoussis and S.
Papanikolaou. Bioconversion of crude glycerol, waste discharged after bio-diesel production process, into
biomass, oxalic acid and microbial lipid. 6th Euro Fed Lipid Congress: Oils, fats and lipids in the 3rd Millenium:
Challenges, achievements and perspectives. Athens, Greece, 2008, (Oral presentation).
23
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
VI.11. D. Sarris, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis and S. Papanikolaou. Biomass and citric ccid
production by Yarrowia lipolytica cultivated on olive oil mill wastewater-based media. 6th Euro Fed Lipid
Congress: Oils, fats and lipids in the 3rd Millenium: Challenges, achievements and perspectives. Athens, Greece,
2008, Poster BIOT 003.
VI.12. A. Chatzifragkou, C. Gardeli, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou. Lipid
and γ-linolenic acid accumulation by Mortierella isabellina growing on sugar-based renewable substrates. 6th Euro
Fed Lipid Congress: Oils, fats and lipids in the 3rd Millenium: Challenges, achievements and perspectives.
Athens, Greece, 2008, Poster BIOT 005.
Μετά από την εκλογή μου ως Επίκουρος Καθηγητής
VI.13. M. Metsoviti, N. Kantzas, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou.
Production of 2,3-butanediol and ethanol by a newly isolated Citrobacter freundii strain cultivated on mixtures of
raw glycerol and commercial glucose. International Conference Biosystems Analysis and Engineering (BioSys
2009), Hamburg, Germany, 2009, Poster 28, Abstract, pp. 48.
VI.14. A. Chatzifragkou, J. Sun, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou, S. Papanikolaou and A.-P.
Zeng. Production of 1,3-propanediol in a non-sterilized fermentation process by Clostridium butyricum VPI 1718.
International Conference Biosystems Analysis and Engineering (BioSys 2009), Hamburg, Germany, 2009, Poster
29, Abstract, pp. 49.
VI.15. A. Chatzifragkou, D. Dietz, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou, A.-P. Zeng and S.
Papanikolaou. Quality control of bio-diesel rerived raw glycerol for the production of 1,3-propanediol by strain
Clostridium butyricum VPI 1718. International Conference Biosystems Analysis and Engineering (BioSys 2009),
Hamburg, Germany, 2009, Poster 30, Abstract, pp. 50.
VI.16. M. Metsoviti, S. Paramithiotis, E.H. Drosinos, A.-P. Zeng and S. Papanikolaou. Microbial
screening for glycerol assimilation and 1,3-propanediol production. International Conference Biosystems
Analysis and Engineering (BioSys 2009), Hamburg, Germany, 2009, Poster 28, Abstract, pp. 48.
VI.17. S. Papanikolaou and G. Aggelis. Yarrowia lipolytica: a model microorganism used in the
oleochemical biotechnology. 1st International Conference on Advances in Biotechnology – Industrial Microbial
Biotechnology (ABIMB 2010), Thessaloniki, Greece, 2010, (oral presentation), Abstract, pp. 14.
VI.18. E. Zikou, A. Chatzifragkou, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou. Lipid
and GLA production by Thamnidium elegans during growth on sugar derivatives from lignocellulosic hydrolysis.
1st International Conference on Advances in Biotechnology – Industrial Microbial Biotechnology (ABIMB
2010), Thessaloniki, Greece, 2010, (poster), Abstract, pp. 48.
VI.19. M. Metsoviti, K. Paraskevaidou, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou. Production of
1,3-propanediol and 2,3-butanediol by a newly isolated Klebsiella oxytoca strain cultivated on raw glycerol and
commercial glucose. 1st International Conference on Advances in Biotechnology – Industrial Microbial
Biotechnology (ABIMB 2010), Thessaloniki, Greece, 2010, (poster), Abstract, pp. 49.
VI.20. A. Chatzifragkou, I. Petrou, C. Gardeli, M. Komaitis and S. Papanikolaou. The addition of
Origanum vulgare L. essential oil affects the production of biomass and the fatty acid composition of cellular lipids
of the yeast Yarrowia lipolytica. 1st Medicinal Crops International Conference (Medicrops ’11), Athens, Greece,
2011, (poster), Abstract, pp. 65.
24
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
VI.21. A. Chatzifragkou, M. Mavrou, M. Komaitis, G. Aggelis and S. Papanikolaou. Biotechnological
conversions of raw glycerol into value-added products. 1st Medicinal Crops International Conference (Medicrops
’11), Athens, Greece, 2011, (poster), Abstract, pp. 66.
VI.22. A. Chatzifragkou, C. Gardeli, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou. Lipid
accumulation rich in PUFAs during growth of Mortierella isabellina on sugar-based renewable substrates. 1st
Medicinal Crops International Conference (Medicrops ’11), Athens, Greece, 2011, (poster), Abstract, pp. 67.
VI.23. A. Chatzifragkou, E. Zikou, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou.
Microbial production of oil rich in GLA during growth of Thamnidium elegans on sugar derivatives from
lignocellulosic hydrolysis. 1st Medicinal Crops International Conference (Medicrops ’11), Athens, Greece, 2011,
(poster), Abstract, pp. 68.
VI.24. A. Philippoussis, P. Diamantopoulou, H. Lakhtar, S. Roussos and S. Papanikolaou. Monitoring
colonization rate and patterns of mycelial biomass and enzymes production during solid state fermentation of
agro-residues by Lentinula edodes. 1st Medicinal Crops International Conference (Medicrops ’11), Athens, Greece,
2011, (poster), Abstract, pp. 71.
VI.25. P. Diamantopoulou, A. Philippoussis, S. Papanikolaou, G. Aggelis and M. Komaitis. Screening
strains of seven medicinal basidiomycetes genera for biomass and exopolysaccharides production in liquid state
cultures. 1st Medicinal Crops International Conference (Medicrops ’11), Athens, Greece, 2011, (poster), Abstract,
pp. 73.
VI.26. M. Kritikou, N. Kopsahelis, A. Chatzifragkou, S. Papanikolaou and A. Koutinas. Valorization
of food industry wastes for production of single cell oil. 16th International Symposium on Environmental
Pollution and its Impact on Life in the Mediterranean Region, Ioannina, Greece, 2011.
VII. Ερευνητικές δημοσιευμένες εργασίες (πλήρη άρθρα) στα πρακτικά Ελληνικών συνεδρίων με κριτές
VII.1. Σ. Παπανικολάου, I. Chevalot, M. Kωμαΐτης, I. Marc και Γ. Aγγελής. Αξιοποίηση βιομηχανικών
παραπροϊόντων για παραγωγή μικροβιακού αναλόγου του λίπους του κακάο από τη ζύμη Yarrowia lipolytica –
poster. 18o Πανελλήνιο Συνέδριο Χημείας, 10-13/03/2001, Εκθεσιακό Κέντρο Ο.Λ.Π., Πειραιάς, Πρακτικά: pp.
134-137.
VII.2. Σ. Παπανικολάου, I. Chevalot, M. Kωμαΐτης, I. Marc και Γ. Aγγελής. Αξιοποίηση της
βιομηχανικής γλυκερόλης για παραγωγή κιτρικού οξέος από τη ζύμη Yarrowia lipolytica. 18o Πανελλήνιο Συνέδριο
Χημείας, 10-13/03/2001, Εκθεσιακό Κέντρο Ο.Λ.Π., Πειραιάς, Πρακτικά: pp. 138-141.
VII.3. Σ. Παπανικολάου, Μ. Γαλιώτου, Μ. Κωμαΐτης και Γ. Αγγελής. Παραγωγή λίπους και ενζύμων από
τον ελαιογόνο μύκητα Cunninghamella echinulata κατά την αύξηση του σε διάφορες πηγές άνθρακα. 1ο Πανελλήνιο
Συνέδριο Βιοτεχνολογίας και Τεχνολογίας Τροφίμων, 31/03-02/04/2005, Ε.Β.Ε.Α., Αθήνα, Πρακτικά: pp. 83-89.
VII.4. Σ. Παπανικολάου, Γ. Αγγελής, Μ. Γαλιώτου, Μ. Κωμαΐτης M. Fick και I. Marc. Επίδραση της
συγκέντρωσης της βιομηχανικής γλυκερόλης στην παραγωγή 1,3-προπανοδιόλης από το βακτήριο Clostridium
butyricum και κιτρικού οξέος από τη ζύμη Yarrowia lipolytica. 1ο Πανελλήνιο Συνέδριο Βιοτεχνολογίας και
Τεχνολογίας Τροφίμων, 31/03-02/04/2005, Ε.Β.Ε.Α., Αθήνα, Πρακτικά: pp. 127-133.
VII.5. D. Sarris, Y. Kotseridis, P. Rodis, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou. Studies on the
alcoholic fermentation of enriched grape musts by a newly isolated Saccharomyces cerevisiae strain: High production
25
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
of bio-ethanol and fungicide removal. 2ο Πανελλήνιο Συνέδριο Βιοτεχνολογίας και Τεχνολογίας Τροφίμων,
31/03-02/04/2007, Ε.Β.Ε.Α., Αθήνα, Πρακτικά: 4 pages.
VIII. Ερευνητικές δημοσιευμένες εργασίες (περιλήψεις ή/και posters) στα πρακτικά Ελληνικών συνεδρίων
με κριτές
VIII.1. Σ. Παπανικολάου, Γ. Aγγελής και M. Kωμαΐτης. Μαθηματικό πρότυπο για τη μελέτη
συσσώρευσης αποθεματικού λίπους από ελαιογόνους μικροοργανισμούς. 16ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημείας:
Χημεία και Ποιότητα ζωής, Αθήνα, 4-8/12/1995.
VIII.2. Σ. Παπανικολάου, Μ. Γαλιώτου, Μ. Κωμαΐτης και Γ. Αγγελής. Παραγωγή μονοκυτταρικού
λίπους και γ-λινολενικού οξέος από το μύκητα Mortierella isabellina κατά την αύξηση του σε διάφορες πηγές
άνθρακα. 1ο Πανελλήνιο Συνέδριο Σύγχρονες τάσεις στον τομέα των λιπών και των ελαίων – Ελληνικό Φόρουμ
Λιποειδών, 08-09/06/2005, Ε.Ι.Ε., Αθήνα, Πρακτικά: pp. Ο-44.
VIII.3. A. Παπαντώνη, Σ. Φάκας, Μ. Γαλιώτου και Σ. Παπανικολάου. Βιοτεχνολογική αξιοποίηση υγρών
αποβλήτων ελαιουργίας με χρήση των ζυμών Candida oleophila και Yarrowia lipolytica. 1ο Πανελλήνιο Συνέδριο
Σύγχρονες τάσεις στον τομέα των λιπών και των ελαίων – Ελληνικό Φόρουμ Λιποειδών, 08-09/06/2005, Ε.Ι.Ε.,
Αθήνα, Πρακτικά: pp. Ο-46.
VIII.4. Σ. Φάκας, Σ. Παπανικολάου, Γ. Αγγελής και Μ. Γαλιώτου. Βιοτεχνολογική παραγωγή
μικροβιακού λίπους από τα υποπροϊόντα της βιομηχανίας μεταποίησης της τομάτας. 1ο Πανελλήνιο Συνέδριο
Σύγχρονες τάσεις στον τομέα των λιπών και των ελαίων – Ελληνικό Φόρουμ Λιποειδών, 08-09/06/2005, Ε.Ι.Ε.,
Αθήνα, Πρακτικά: pp. Π-24.
VIII.5. V. Tsagou, K. Sini, D. Bokas, A. Kavadia, S. Papanikolaou, D. Ikonomou, M. Christou, D.V.
Vayenas, S. Pavlou and G. Aggelis. Microbial conversion of residues from olive-oil industry and other
agricultural industries, into biotechnological products. International seminar on bilateral scientific and
technological cooperation: Albania-Greece 2003-2005. Athens, November 7, 2005.
VIII.6. Β. Αλεξιάδη, Σ. Φάκας, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, J.-M. Nicaud, Γ. Αγγελής και Σ.
Παπανικολάου. Αξιοποίηση θερμικώς επεξεργασμένου ελαιολάδου με χρήση στελεχών της ζύμης Yarrowia
lipolytica προς παραγωγή βιοτεχνολογικών προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας. 1ο Συνέδριο Ελληνικής Εταιρίας
Βιοτεχνολογίας, Ε.Ι.Ε. 05/06/2006.
VIII.7. Α. Χατζηφράγκου, Σ. Φάκας, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, J.M. Nicaud, Γ. Αγγελής και Σ.
Παπανικολάου. Βιοτεχνολογική παραγωγή οργανικών οξέων από άγρια και γενετικώς τροποποιημένα στελέχη της
πολυμορφικής ζύμης Yarrowia lipolytica. 1ο Συνέδριο Ελληνικής Εταιρίας Βιοτεχνολογίας, Ε.Ι.Ε. 05/06/2006.
VIII.8. Σ. Παπανικολάου, Σ. Φάκας, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, Μ. Κωμαΐτης και Γ. Αγγελής.
Παραγωγή κιτρικού οξέος κατά την αύξηση της ζύμης Yarrowia lipolytica σε εμπλουτισμένα με εμπορική γλυκόζη
υγρά απόβλητα ελαιουργίας. 1ο Συνέδριο Ελληνικής Εταιρίας Βιοτεχνολογίας, Ε.Ι.Ε. 05/06/2006.
VIII.9. S. Fakas, S. Papanikolaou, M. Galiotou, M. Komaitis and G. Aggelis. Kinetics of lipid
biosynthesis and their physiological role in Cunninghamella echinulata. 2nd Conference on biosciences of the
University of Patras, Greece, 23-24/04/2007, Abstract, pp. 70.
26
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
VIII.10. S. Papanikolaou, Μ. Galiotou, S. Fakas, Μ. Komaitis and G. Aggelis. Citric acid production
by Yarrowia lipolytica cultivated on olive-mill wastewater based media. 2ο Πανελλήνιο Συνέδριο Λίπη, Έλαια,
Λιπίδια: Παρόν και Μέλλον – Ελληνικό Φόρουμ Λιποειδών, 07-08/06/2007, Ε.Ι.Ε., Αθήνα, Πρακτικά: pp. Ο-28.
VIII.11. S. Fakas, S. Papanikolaou, M. Galiotou, M. Komaitis and G. Aggelis. The kinetics of
biosynthesis of lipids and their physiological role on the oleaginous mould Cunninghamella echinulata. 2ο
Πανελλήνιο Συνέδριο Λίπη, Έλαια, Λιπίδια: Παρόν και Μέλλον – Ελληνικό Φόρουμ Λιποειδών, 07-08/06/2007,
Ε.Ι.Ε., Αθήνα, Πρακτικά: pp. Π-28.
VIII.12. S. Papanikolaou, Μ. Galiotou, Μ. Komaitis and G. Aggelis. Production of reserve lipid and
citric acid by the yeast Yarrowia lipolytica during growth on industrial glycerol used as the sole substrate. 2ο
Πανελλήνιο Συνέδριο Λίπη, Έλαια, Λιπίδια: Παρόν και Μέλλον – Ελληνικό Φόρουμ Λιποειδών, 07-08/06/2007,
Ε.Ι.Ε., Αθήνα, Πρακτικά: pp. Π-28.
VIII.13. Α.Ν. Βαμβακάκη, Ι. Κανδαράκης, Α. Χατζηφράγκου, Δ. Σαρρής, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, Μ.
Κωμαΐτης και Σ. Παπανικολάου. Παραγωγή μικροβιακού λίπους και κυτταρικής μάζας κατά την αύξηση
ζυγομυκήτων στο τυρόγαλα χρησιμοποιούμενο ως υπόστρωμα. 1ο Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο για το γάλα
και τα προϊόντα του, 09-10/10/2008, Ε.Ε.Γ.Ε., Αθήνα, Poster 33.
Μετά από την εκλογή μου ως Επίκουρος Καθηγητής
VIII.14. Α. Δήμου, Σ. Φάκας, Π. Διαμαντοπούλου, Α. Φιλιππούσης, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, Μ.
Κωμαΐτης, Γ. Αγγελής και Σ. Παπανικολάου. Μετατρέποντας απόβλητο ψημένο ελαιόλαδο σε προστιθέμενης
αξίας προϊόντα με χρήση μυκήτων του γένους Aspergillus. 3ο Συνέδριο της Επιστημονικής Εταιρείας
Μικροβιόκοσμος, Θεσσαλονίκη 2010, Πρακτικά pp. 36-37.
VIII.15. Π. Διαμαντοπούλου, Α. Φιλιππούσης, Σ. Παπανικολάου, Γ. Αγγελής και Μ. Κωμαΐτης.
Επίδραση της ανάδευσης στην παραγωγή βιομάζας, πολυσακχαριτών και λιπιδίων κατά την αύξηση στελεχών
φαρμακευτικών εδωδίμων μυκήτων σε υγρές καλλιέργειες. 3ο Συνέδριο της Επιστημονικής Εταιρείας
Μικροβιόκοσμος, Θεσσαλονίκη 2010, Πρακτικά pp. 38-39.
VIII.16. Α. Μακρή, Σ. Μπέλλου, Μ. Μπίρκου, Κ. Παπατρέχας, Ν.Π. Δολαψάκης, Δ. Μπόκας, Σ.
Παπανικολάου και Γ. Αγγελής. Πολυακόρεστα λιπαρά οξέα σε νέο-απομονωθέντα και τυπικά στελέχη μικροφυκών
καλλιεργούμενα σε εργαστηριακή και βιομηχανική κλίμακα. 3ο Συνέδριο της Επιστημονικής Εταιρείας
Μικροβιόκοσμος, Θεσσαλονίκη 2010, Πρακτικά pp. 68-69.
VIII.17. Α. Χατζηφράγκου, Μ.Ε. Σαραβάνου, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, Μ. Κωμαΐτης, Γ. Αγγελής και Σ.
Παπανικολάου. Επίδραση της εξωγενώς προστιθέμενης 1,3-προπανοδιόλης στην αύξηση και τη βιοχηνική
απόκριση του Clostridium butyricum VPI 1718. 3ο Συνέδριο της Επιστημονικής Εταιρείας Μικροβιόκοσμος,
Θεσσαλονίκη 2010, Πρακτικά pp. 68-69.
VIII.18. Π. Διαμαντοπούλου, Σ. Παπανικολάου, Μ. Κωμαΐτης, Γ. Αγγελής και Α. Φιλιππούσης.
Κινητική μελέτη της παραγωγής βιομάζας, κυτταρικών λιπιδίων και πολυσακχαριτών των εδωδίμων μυκήτων
Pleurotus pulmonarius και Flammulina velutipes. 4ο Συνέδριο της Επιστημονικής Εταιρείας Μικροβιόκοσμος, Ιωάννινα,
2011, Πρακτικά pp. 84-85.
VIII.19. Μ. Μετσοβίτη, Σ. Παραμυθιώτης, Ε.Χ. Δροσινός, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, Γ.Ι. Νυχάς και Σ.
Παπανικολάου. Μελέτη της μετατροπής της ακάθαρτης γλυκερόλης σε 1,3-προπανοδιόλη, 2,3-βουτανοδιόλη και
27
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
αιθανόλη από επιλεγμένα βακτηριακά στελέχη. 4ο Συνέδριο της Επιστημονικής Εταιρείας Μικροβιόκοσμος,
Ιωάννινα, 2011, Πρακτικά pp. 104-105.
IX. Λοιπές ερευνητικές δημοσιευμένες εργασίες
IX.1. Σ. Λαλάς και Σ. Παπανικολάου. Το ελαιόλαδο (2003) (κείμενο ευρισκόμενο στην Ιστοσελίδα του
Ε.Φ.Ε.Τ. από το Δεκέμβριο του 2003, στη διεύθυνση www.efet.gr).
IX.2. Σ. Παπανικολάου και Σ. Λαλάς. Η ρύπανση της τροφικής αλυσίδας από τις τοξικές ουσίες Διοξίνες
(2003) (κείμενο ευρισκόμενο στην Ιστοσελίδα του Ε.Φ.Ε.Τ. από το Δεκέμβριο του 2003, στη διεύθυνση
www.efet.gr).
IX.3. Σ. Παπανικολάου και Σ. Λαλάς. Παρουσία της τοξικής ουσίας ακρυλαμίδιο στα διάφορα είδη
τροφίμων (2003) (κείμενο ευρισκόμενο στην Ιστοσελίδα του Ε.Φ.Ε.Τ. από το Δεκέμβριο του 2003, στη διεύθυνση
www.efet.gr).
Μετά από την εκλογή μου ως Επίκουρος Καθηγητής
IX.4. A.N. Βαμβακάκη, I. Κανδαράκης, M. Γαλιώτου-Παναγιώτου, M. Κωμαΐτης και Σ. Παπανικολάου*.
Παραγωγή κυτταρικής μάζας και μικροβιακού λίπους κατά την ανάπτυξη του μύκητα Mucor sp. LGAM 366 σε
τυρόγαλα. Greek Journal of Dairy Science and Technology, 2009, 1, 8-24
28
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Δρ. Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου – Επίκουρος Καθηγητής Γ.Π.Α.
ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ ΣΕ ΔΙΕΘΝΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ ΕΝΤΥΠΑ –
ΕΤΕΡΟ-ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΣΕ ΔΙΕΘΝΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ ΕΝΤΥΠΑ
Περιοδικό
Αριθμός
Αναφορές
Δημοσίευσης
σε
Βιογραφικού
Αναφορές
Αναφορές
σε περιοδικά εκτός σε Βιβλία και
Αγγλόφωνα Web of Sciences –
περιοδικά*
Αναφορές
ΣΥΝΟΛΟ
σε Πατέντες
ΕΤΕΡΟ-
Reports
ΑΝΑΦΟΡΩΝ
Scopus
Doctorat I.N.P.L.
I.4
2
Grasas y Aceites
ΙΙ.1
6
1
7
ΙΙ.2
7
1
8
J Biotechnol
ΙΙ.3
82
Bioresour Technol
ΙΙ.4
12
ΙΙ.6
74
2
ΙΙ.14
68
16
ΙΙ.23
32
32
ΙΙ.25
14
14
II.47
1
1
Antonie van Leeuwenhoek
ΙΙ.5
32
Appl Microbiol Biotechnol
ΙΙ.7
40
ΙΙ.18
14
14
II.44
9
9
ΙΙ.8
55
11
ΙΙ.15
33
1
ΙΙ.26
20
20
II.43
3
3
ΙΙ.9
26
2
3
ΙΙ.10
24
2
1
ΙΙ.17
28
ΙΙ.11
28
3
ΙΙ.16
30
1
ΙΙ.46
2
Water Res
ΙΙ.12
83
Eur J Lipid Sci Technol
ΙΙ.13
18
ΙΙ.21
28
28
II.27
3
3
II.28
1
1
II.32
10
10
ΙΙ.39
6
6
ΙV.2
9
9
IV.3
5
5
IV.4
4
4
J Appl Microbiol
Curr Microbiol
J Chem Technol Biotechnol
2
10
6
4
1
2
13
151
229
1
85
2
9
3
2
102
34
3
55
2
70
1
35
1
32
27
28
1
32
2
33
2
2
29
2
87
1
19
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Enzyme Microb Technol
ΙΙ.19
25
25
Electronic J Biotechnol
ΙΙ.20
16
16
Biomass Bioenergy
ΙΙ.22
68
II.31
47
47
J Food Prot
II.24
6
6
Appl Environ Microbiol
II.29
27
Biotechnol Bioeng
II.35
10
10
Energy Fuel
II.36
7
7
Energy
II.41
9
9
Eng Life Sci
II.30
2
2
II.33
13
13
II.37
4
4
II.42
1
1
II.49
1
1
Ind Crops Prod
II.34
15
15
Lipid Technol
IV.1
27
27
Microb Conv Raw Glycerol
III.4
1
1
Εργασία σε Διεθνές Συνέδριο
V.2
2
2
ΣΥΝΟΛΟ
ΕΤΕΡΟ-ΑΝΑΦΟΡΩΝ
3
1
1
1090
62
*: Από τις βάσεις δεδομένων Scopus και Web of Sciences
30
26
167
72
28
1345
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Δρ. Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου – Επίκουρος Καθηγητής Γ.Π.Α.
ΠΕΡΙΛΗΠΤΙΚΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ
Κριτής σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά: 241 προσκλήσεις
Αριθμός περιοδικών στα οποία έχει εμπλακεί ως κριτής: 81
Αριθμός διδακτορικών διατριβών που έχει επιβλέψει στο Γ.Π.Α: 1
Αριθμός διδακτορικών διατριβών που επιβλέπει στο Γ.Π.Α: 4
Αριθμός διδακτορικών διατριβών στις οποίες έχει συμμετάσχει ή συμμετέχει στο Γ.Π.Α. ή άλλες σχολές ως
μέλος της 3μελούς συμβουλευτικής επιτροπής: 2
Αριθμός διδακτορικών διατριβών στις οποίες έχει συμμετάσχει ή συμμετέχει στο Γ.Π.Α. ή άλλες σχολές ως
μέλος της 7μελούς εξεταστικής επιτροπής: 4
Αριθμός διδακτορικών διατριβών του εξωτερικού στις οποίες έχει συμμετάσχει ως μέλος της εξεταστικής
επιτροπής: 2
Αριθμός μεταπτυχιακών μελετών τις οποίες έχει επιβλέψει (στο Γ.Π.Α. ή άλλες σχολές): 11
Αριθμός προπτυχιακών μελετών τις οποίες έχει επιβλέψει (στο Γ.Π.Α.): 20
Αριθμός δημοσιεύσεων σε περιοδικά του SCI και Scopus (ερευνητικά άρθρα): 49
Αριθμός δημοσιεύσεων σε περιοδικά του SCI και Scopus (άρθρα ανασκόπησης): 5
Αριθμός δημοσιεύσεων σε κεφάλαια βιβλίων: 5
Αριθμός δημοσιεύσεων σε διεθνή συνέδρια: 33
Αριθμός δημοσιεύσεων σε ελληνικά συνέδρια: 24
Αριθμός αναφορών στις βάσεις SCI και Scopus (εξαιρούνται οι αυτό-αναφορές): >1000
Αριθμός αναφορών σε κεφάλαια βιβλίων, πατέντες και περιοδικά εκτός SCI και Scopus (εξαιρούνται οι αυτόαναφορές): >240
h-factor (από τη βάση δεδομένων Scopus): 20
31
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΡΓΑΣΙΩΝ
I. Διατριβές
I.1. Βιομετατροπή του λινελαϊκού οξέος σε γ-λινολενικό οξύ στο μυκήλιο του μύκητα Mucor circinelloides CBS 17227.
Σ. Παπανικολάου, Γ.Π.A. - Πτυχιακή μελέτη, Ιούλιος 1993.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η αύξηση και η συσσώρευση/αποικοδόμηση ενδοκυτταρικών λιπιδιακών
αποθεμάτων του ζυγομύκητα Mucor circinelloides CBS 172-27 κατά την καλλιέργεια του στο πλούσιο σε λινελαϊκό οξύ ηλιέλαιο.
Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής απετέλεσαν μέρη δημοσιεύσεων σε διεθνές περιοδικό με κριτές (άρθρα II.1 και II.2).
I.2. Alkylation enzymatique des sucres dans un système biphasique eau-alcool.
S. Papanikolaou, I.N.P.L. / E.N.S.A.I.A. - Thèse D.E.A., Σεπτέμβριος 1994.
Ο σκοπός της ερευνητικής αυτής μελέτης ήταν η ταυτοποίηση των κυριοτέρων παραμέτρων που θα επέτρεπαν την
αριστοποίηση της αντίδρασης ενζυμικής αλκυλίωσης σακχάρων από αλκοόλες. Χρησιμοποιήθηκαν ένζυμα φυτικής ή
μικροβιακής προέλευσης σε ελεύθερη ή ακινητοποιημένη μορφή, ενώ οι αντιδράσεις σύνθεσης έλαβαν χώρα σε συνεχή ή
ασυνεχή συστήματα. Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής δημοσιεύτηκαν σε διεθνές περιοδικό με κριτές (άρθρο II.4).
I.3. Etude cinétique de la production de 1-3 propanediol à partir de glycérol, sous produit d'une industrie
chimique, par voie biotechnologique.
S. Papanikolaou, I.N.P.L. / E.N.S.A.I.A. - Thèse I.N.P.L., Νοέμβριος 1995.
O σκοπός της ερευνητικής αυτής εργασίας ήταν η πραγματοποίηση κινητικών μελετών αναφορικά με την παραγωγή
της 1,3-προπανοδιόλης από τη βιομηχανική γλυκερόλη με τη βοήθεια του βακτηρίου Clostridium butyricum F2b. Οι
καλλιέργειες οι οποίες έλαβαν χώρα ήσαν ασυνεχείς (batch) ή συνεχείς (continuous), τα δε αποτελέσματα της εργασίας
απετέλεσαν τη βάση δημοσίευσης σε διεθνές περιοδικό με κριτές (άρθρο II.3).
I.4. Etude du comportement physiologique d’une souche de Yarrowia lipolytica en croissance sur des co-produits
industriels: production orientée des lipides cellulaires.
S. Papanikolaou, I.N.P.L. / E.N.S.A.I.A. - Thèse de Dοctorat I.N.P.L., Δεκέμβριος 1998.
O σκοπός της ερευνητικής αυτής εργασίας ήταν η μελέτη της βιοχημικής και φυσιολογικής συμπεριφοράς
(κυτταρική ανάπτυξη, κατανάλωση υποστρωμάτων, συσσώρευση και σύσταση ενδοκυτταρικού λίπους, παραγωγή οργανικών
οξέων, μορφολογία) της ελαιογόνου ζύμης Yarrowia lipolytica LGAM S(7)1, κατά την καλλιέργεια της σε διάφορα βιομηχανικά
παραπροϊόντα χρησιμοποιούμενα ως πηγές άνθρακα. Τα παραπροϊόντα αυτά ήταν η στεαρίνη (βιομηχανικό παράγωγο ζωικού
λίπους συντιθέμενο από κεκορεσμένα λιπαρά οξέα), το υδρολυμένο έλαιο ελαϊκής κράμβης, η βιομηχανική γλυκερόλη και η
γλυκόζη. Ο κυτταρικός μεταβολισμός διαφοροποιείτο αξιοσημείωτα αναλόγως με την πηγή άνθρακα, και ο μικροοργανισμός
είτε συσσώρευε ενδοκυτταρικώς λίπος με σύσταση προσομοιάζουσα αυτής του βουτύρου του κακάο, είτε συνέθετε
εξωκυτταρικώς κιτρικό οξύ. Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύτηκαν (βλέπε άρθρα II.5, ΙΙ.7, II.8, II.9, II.10, III.2.,
III.3, VI.1, VI.2).
32
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
II. Ερευνητικές δημοσιεύσεις σε Διεθνή Επιστημονικά Περιοδικά με κριτές
II.1. A mathematical model for the study of lipid accumulation in oleaginous micro-organisms: I. Lipid
accumulation during growth of Mucor circinelloides CBS 172-27 on a vegetable oil. G. Aggelis, M. Komaitis, S.
Papanikolaou and G. Papadopoulos. Grasas y Aceites, 1995, 46, 169-173
Στην επιστημονική αυτή δημοσίευση, μελετήθηκε η φυσιολογική συμπεριφορά του ελαιογόνου μύκητα Mucor
circinelloides CBS 172-27 όταν αυτός καλλιεργήθηκε σε ένα θρεπτικό υπόστρωμα το οποίο περιείχε φυτικό λίπος (ηλιέλαιο) ως
μοναδική εξωκυτταρική πηγή άνθρακα. Η καλλιέργεια του μικροοργανισμού έλαβε χώρα σε κωνικές φιάλες, ενώ έγινε και
προσομοίωση της μικροβιακής κινητικής (της παραγωγής βιομάζας, της κατανάλωσης του φυτικού ελαίου και της διεργασίας
συσσώρευσης και αποικοδόμησης του μικροβιακού λίπους) με αναλυτικό πρότυπο. Tο λιπαρό υλικό του θρεπτικού μέσου
κατ'αρχήν υδρολύθηκε μετά από επενέργεια εξωκυτταρικών λιπασών, τα δε παραγόμενα λιπαρά οξέα καταναλώθηκαν από το
μικροοργανισμό με εκθετικό ρυθμό. Το λίπος του υποστρώματος χρησιμοποιήθηκε ταυτοχρόνως για την παραγωγή
ελεύθερης λίπους βιομάζας και αποταμιευτικού ελαίου, δεδομένου ότι η συσσώρευση μικροβιακού λίπους ήταν πρωτογενής
αναβολική διεργασία η οποία λάμβανε χώρα παράλληλα με την κυτταρική ανάπτυξη και ήταν ανεξάρτητη της εξάντλησης του
αζώτου από το θρεπτικό μέσο. Όταν η συγκέντρωση της εξωκυτταρικής πηγής άνθρακα έπεσε σε πιο χαμηλά επίπεδα από μια
κρίσιμη τιμή, οι βιοσυνθετικές ανάγκες του μικροοργανισμού δεν μπορούσαν περαιτέρω να καλυφθούν από το εξωκυτταρικό
έλαιο, και ο μικροοργανισμός αποικοδόμησε τα ενδοκυτταρικά του λιπίδια μέσω της β-οξείδωσης προς την παραγωγή
ενέργειας και ελεύθερης λίπους κυτταρικής ύλης. Το αναλυτικό πρότυπο το οποίο αναπτύχθηκε και περιγράφει τη
φυσιολογική συμπεριφορά του μικροοργανισμού, έχει ως εξής:
) (ln X -k ln X )
(
X L = X L0 + L0 × 1 - e -k 2 ×t -
0
1
όπου XL είναι η συγκέντρωση του μικροβιακού λίπους, L0 η αρχική συγκέντρωση υποστρώματος, X η συγκέντρωση της
ελεύθερης λίπους βιομάζα, k1 η σταθερά αποικοδόμησης του μικροβιακού λίπους προς ελεύθερη λίπους βιομάζα και k2 η
σταθερά ενσωμάτωσης (συντελεστής εξειδίκευσης) του υποστρωματικού λίπους εντός του μικροβιακού κυττάρου.
II.2. A mathematical model for the study of lipid accumulation in oleaginous micro-organisms: II. Study of
cellular lipids of Mucor circinelloides CBS 172-27 during growth on a vegetable oil. G. Aggelis, M. Komaitis, S.
Papanikolaou and G. Papadopoulos. Grasas y Aceites, 1995, 46, 245-250
Η επιστημονική αυτή δημοσίευση είναι συνέχεια της II.1 και αναφέρεται στην εκλεκτική χρησιμοποίηση λιπαρών
οξέων από το μύκητα Mucor circinelloides CBS 172-27, τόσο κατά την είσοδο τους από το εξωκυτταρικό στο ενδοκυτταρικό
περιβάλλον, όσο κατά την ενδοκυτταρική συσσώρευση και αποικοδόμηση τους. Κατά την καλλιέργεια του μύκητα σε
θρεπτικό υπόστρωμα το οποίο περιείχε φυτικό λίπος (ηλιέλαιο) ως μόνη πηγή άνθρακα, αποδείχτηκε ότι η σύσταση σε λιπαρά
οξέα του ενδοκυτταρικού λίπους εξαρτάται αφ'ενός από την ειδική ταχύτητα εισόδου του καθενός ελευθέρου λιπαρού οξέος
εντός του κυττάρου, αφ'ετέρου από τις ενδοκυτταρικές αλλαγές τις οποίες υπέστη το εισαχθέν λιπαρό οξύ, μετά από τη δράση
ενδοκυτταρικών ενζύμων του μικροοργανισμού. Τα λιπαρά οξέα μετά την είσοδο τους στο μικροβιακό κύτταρο, είτε
αποικοδομήθηκαν μέσω της ενζυμικής οδού της β-οξείδωσης προς παραγωγή ενέργειας, είτε αποθηκεύτηκαν ως είχαν, είτε
τέλος τροποποιήθηκαν μέσω αντιδράσεων αφυδρογόνωσης ή επιμήκυνσης. Η σύσταση σε λιπαρά οξέα του υποστρώματος δεν
μεταβλήθηκε αξιοσημείωτα σε όλες τις φάσεις του αυξητικού κύκλου του μύκητα. Παρόλα αυτά, κατά τα τελευταία στάδια του
αυξητικού κύκλου φάνηκε ότι στο υπόστρωμα υπήρχε μια σταδιακή μείωση του ποσοστού του λινελαϊκού οξέος, ενώ το
33
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
ποσοστό του στεατικού αυξήθηκε. Υπολογισμός του συντελεστή εξειδίκευσης των εξωκυτταρικών λιπαρών οξέων στο
ενδοκυτταρικό περιβάλλον k2 (βλέπε II.1.), έδειξε ότι τα πολυακόρεστα και μονοακόρεστα λιπαρά οξέα εισέρχονταν πιο
γρήγορα στο κύτταρο σε σχέση με τα κεκορεσμένα (C16:0, C18:0) λιπαρά οξέα. Το μικροβιακό λίπος που παράχθηκε (2.5
g/l, μέγιστο ποσοστό 30% κ.β. επί της ξηράς ουσίας) περιείχε 3.5-5.1% κ.β. το λιπαρό οξύ γ-λινολενικό(GLA – Δ6,9,12C18:3),
συνεπώς το σύστημα των ενδοκυτταρικών αφυδρογονασών του μύκητα ήταν ενεργό. Τέλος, υπολογισμός της σταθεράς k1
(σταθερά αποικοδόμησης του μικροβιακού λίπους προς ελεύθερη λίπους βιομάζα, βλέπε II.1), έδειξε ότι ο μικροοργανισμός
κατά το στάδιο της αποικοδόμησης των λιπιδιακών αποθεμάτων του, κατανάλωσε κατά προτεραιότητα τα πολυακόρεστα και
μονοακόρεστα λιπαρά οξέα.
Οι δύο προηγούμενες δημοσιεύσεις (ΙΙ.1. και ΙΙ.2.) σχετίζονται με τη δυνατότητα πρόβλεψης της βιομετατροπής
ενός ελαίου ευρέως διαδεδομένου και χαμηλής προστιθέμενης αξίας (ηλιέλαιο) σε εδώδιμα μικροβιακά λιπίδια πολύ
υψηλότερης αξίας λόγω της παρουσίας, σε ικανοποιητικά ποσοστά, του λιπαρού οξέος γ-λινολενικού. Το λιπαρό αυτό οξύ
είναι πολύ μεγάλου ενδιαφέροντος για την Τεχνολογία Τροφίμων και τη Φαρμακοβιομηχανία δοθέντος ότι έχει
αντιθρομβωτικές, αντι-ερεθιστικές και αντικαρκινικές ιδιότητες, και τα (ελάχιστα) φυτικά έλαια που περιέχουν αυτό το οξύ
είναι ιδιαιτέρως ακριβά.
II.3. High production of 1,3-propanediol from industrial glycerol by a newly isolated Clostridium butyricum strain.
S. Papanikolaou, P. Ruiz-Sanchez, B. Pariset, F. Blanchard and M. Fick. Journal of Biotechnology, 2000, 77, 191208
Στην παρούσα ερευνητική εργασία μελετήθηκε η βιοτεχνολογική αξιοποίηση της βιομηχανικής γλυκερόλης που
αποτελεί το κύριο υποπροϊόν των μονάδων παραγωγής καυσίμου τύπου "εστέρων" (bio-diesel ή βιοντήζελ) και παραγωγής
σαπώνων και ελευθέρων λιπαρών οξέων. Η κύρια βιοτεχνολογική αξιοποίηση της γλυκερόλης αφορά στην παραγωγή της 1,3προπανοδιόλης από διάφορα βακτήρια, πλην όμως πολύ λίγες μελέτες έχουν αναφερθεί στη βιβλιογραφία κατά τις οποίες
βιομηχανική γλυκερόλη αξιοποιήθηκε για την καλλιέργεια μικροοργανισμών, δεδομένου ότι στις περισσότερες μελέτες για
καλλιέργεια μικροοργανισμών χρησιμοποιήθηκε η καθαρή γλυκερόλη. Στη δημοσίευση αυτή μελετήθηκε η αύξηση του
βακτηρίου Clostridium butyricum F2b σε ασυνεχείς (batch) και συνεχείς (continuous) καλλιέργειες, με τη βιομηχανική
γλυκερόλη χρησιμοποιούμενη ως πηγή άνθρακα και ενέργειας. Το βακτήριο εμφάνισε υψηλή κυτταρική ανάπτυξη ενώ και
στους δύο τύπους καλλιέργειας ο επιτευχθείς συντελεστής βιομετατροπής ήταν περίπου 0.55 g 1,3-προπανοδιόλης ανά g
καταναλωθείσης γλυκερόλης. Επίσης, το βακτηριακό στέλεχος εμφάνισε αυξημένη ανθεκτικότητα στην 1,3-προπανοδιόλη,
αφού διατήρησε τη ζωτικότητα του ακόμη και σε συγκεντρώσεις της τάξης των 80 g/l. Το επίτευγμα αυτό συνιστά ιδιαίτερα
πρωτοποριακό αποτέλεσμα, καθόσον στη υφιστάμενη βιβλιογραφία θεωρείται ότι τελικές συγκεντρώσεις 1,3-προπανοδιόλης
της τάξης των 60 g/l στο χημειοστάτη, παρεμποδίζουν πλήρως τον κυτταρικό μεταβολισμό.
Στις συνεχείς καλλιέργειες που έλαβαν χώρα, για τρεις διαφορετικές αρχικές συγκεντρώσεις γλυκερόλης (30, 60, 90
g/l) με το ρυθμό αραίωσης (D) να παίρνει τιμές μεταξύ 0.02 και 0.29 h-1, σε 19 καταστάσεις δυναμικής ισορροπίας οι οποίες
επιτεύχθηκαν, παράχθηκαν 15-48 g/l 1,3-προπανοδιόλης, ενώ η μέγιστη παραγωγικότητα του συστήματος ήταν 5.5 g/l.h. Η
1,3-προπανοδιόλη ήταν μεταβολικό προϊόν σχεδόν απολύτως συνδεδεμένο με την κυτταρική αύξηση (growth-associated
product), γεγονός το οποίο οδηγεί στο συμπέρασμα ότι το ενζυμικό σύστημα βιομετατροπής της γλυκερόλης σε 1,3προπανοδιόλη (τα ένζυμα που συνιστούν το regulon-DHA) λειτουργεί απρόσκοπτα τόσο στους χαμηλούς όσο και στους
υψηλούς ρυθμούς αραίωσης. Αντίθετα, τα άλλα 2 κύρια προϊόντα του κυτταρικού μεταβολισμού (οξεικό και βουτυρικό οξύ)
ήταν μεταβολίτες μη-συνδεδεμένοι με την κυτταρική αύξηση. Το ενζυμικό μονοπάτι βιοσύνθεσης του βουτυρικού οξέος
ευνοήθηκε στους χαμηλούς ρυθμούς αραίωσης, ενώ αντίθετα μεταβολική μετάπτωση (shift) και ευνόηση της παραγωγής
οξεικού οξέος δια μέσου της φωσφοροκλαστικής αντίδρασης έλαβαν χώρα στους υψηλούς ρυθμούς αραίωσης.
34
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Η παραγωγή 1,3-προπανοδιόλης μελετήθηκε επίσης και σε διβάθμιο χημειοστατικό συστημα. Σημειώνεται σε αυτό
το σημείο ότι ουδέποτε στο παρελθόν είχε μελετηθεί η παραγωγή 1,3-προπανοδιόλης με τη χρήση στελεχών του βακτηρίου
Clostridium butyricum σε διβάθμιο χημειοστατικό σύστημα. Στην πρώτη βαθμίδα του χημειοστάτη εφαρμόστηκε υψηλός
ρυθμός αραίωσης, προκειμένου να αυξηθεί η παραγωγικότητα του συστήματος, ενώ στη δεύτερη βαθμίδα μειώθηκε ο ρυθμός
αραίωσης προκειμένου να αυξηθεί η τελική συγκέντρωση 1,3-προπανοδιόλης. Πράγματι, οι επιτευχθείσες συγκεντρώσεις ήσαν
41-46 g/l προϊόντος με ταυτόχρονη συνολική παραγωγικότητα του συστήματος 2.5-3.5 g/l.h, ενώ μείωση της συγκέντρωσης
βιομάζας παρατηρήθηκε στη δεύτερη βαθμίδα του χημειοστάτη, οφειλόμενη πιθανότατα σε κυτταρική αυτόλυση. Θα πρέπει
να σημειωθεί τέλος, ότι οι μέγιστες τελικές συγκεντρώσεις 1,3-προπανοδιόλης που επιτεύχθηκαν τόσο στο μονοβάθμιο όσο
και στο διβάθμιο χημειοστατικό σύστημα είναι από τις υψηλότερες που έχουν εμφανιστεί στη διεθνή βιβλιογραφία.
Συμπερασματικώς, η δημοσίευση αυτή σχετίζεται με κινητικές μελέτες βιομετατροπής της βιομηχανικής γλυκερόλης (το
κύριο απόβλητο των ελαιουργικών βιομηχανιών και βιομηχανιών παραγωγής καυσίμου τύπου εστέρων – green diesel ή
biodiesel) σε 1,3-προπανοδιόλη. Το μόριο αυτό, υψηλής προστιθέμενης αξίας, χρησιμοποιείται: (1) ως μονομερές στη
σύνθεση πολυουρεθανών και άλλων ετεροκυκλικών βιοαποικοδομήσιμων πλαστικών, (2) ως λιπαντικό στη χημική βιομηχανία,
(3) ως διαλύτης. Σημειώνεται ότι τα τελευταία χρόνια η παραγωγή των εναλλακτικών καυσίμων (biodiesel) λόγω υψηλής τιμής
του πετρελαίου βαίνει διαρκώς αυξανόμενη, με απόρροια γένεση σε μεγάλα ποσά βιομηχανικής (ακάθαρτης) γλυκερόλης.
II.4. Enzyme-catalyzed synthesis of alkyl-β-glucosides in a water-alcohol two-phase system. S. Papanikolaou.
Bioresource Technology, 2001, 77, 157-161
Kατά το ερευνητικό αυτό θέμα, μελετήθηκε η ενζυμική σύνθεση β-αλκυλιωμένων γλυκοζιδίων από αδιάλυτες στο
νερό αλκοόλες τόσο σε κωνικές φιάλες υπό ανάδευση όσο και σε ενζυμικούς βιοαντιδραστήρες σχήματος σωλήνα. Τα
αλκυλιωμένα γλυκοσίδια είναι γενικώς μόρια υψηλής αξίας με τασιοενεργές ιδιότητες τα οποία χρησιμοποιούνται τα τελευταία
χρόνια σε αυξημένες ποσότητες στη βιομηχανία των τροφίμων και των απορρυπαντικών ως γαλακτωματοποιητικές ουσίες με
σταθεροποιητικές ιδιότητες. Οι βιοχημικές αντιδράσεις που έλαβαν χώρα έγιναν σε περιβάλλοντα με πολύ χαμηλή
συγκέντρωση ύδατος και καταλύθηκαν από β-γλυκοζιδάσες φυτικής ή μικροβιακής προέλευσης. Σε βιομετατροπές που έλαβαν
χώρα σε φιάλες, απ'ευθείας γλυκοζυλίωση της β-D-γλυκόζης από την εξανόλη καταλυόμενη από εμουλσίνη (β-γλυκοζιδάση
αμυγδάλων) έδωσε καλύτερα αποτελέσματα όταν το ένζυμο ήταν σε ακινητοποιημένη μορφή (παραχθείσα εξυλ-β-D-γλυκόζη
2 g/l, συντελεστής απόδοσης 10% moles/moles) παρά σε ελεύθερη μορφή (εξυλ-β-D-γλυκόζη 1.6 g/l, συντελεστής
απόδοσης 8% moles/moles). Δύο διαφορετικές θερμοκρασίες επώασης (37 και 50 °C) δεν είχαν ως απόρροια διαφορές στην
τελική συγκέντρωση προϊόντος, ενώ χρήση της οκτανόλης ως αλκοόλης-αποδέκτη είχε ως αποτέλεσμα δραστική μείωση της
αποτελεσματικότητας της αντίδρασης (συντελεστής απόδοσης 5% moles/moles). Το καλύτερο αποτέλεσμα επιτεύχθηκε με
την αντίδραση μετα-γλυκοζυλίωσης (transglycosylation) της μεθυλ-β-D-γλυκόζης καταλυομένης από ακινητοποιημένη
εμουλσίνη (παραχθείσα εξυλ-β-D-γλυκόζη 4 g/l, συντελεστής απόδοσης 21% moles/moles). Αντίθετα, μεταγλυκοζυλίωση της
λακτόζης καταλυόμενη από ελεύθερη ή ακινητοποιημένη β-γαλακτοζιδάση του μύκητα Aspergillus oryzae είχε ως απόρροια
πολύ μικρή αποτελεσματικότητα της αντίδρασης (εξυλ-β-D-γαλακτόζη 0.8 g/l, συντελεστής απόδοσης 4% moles/moles)
πιθανότατα λόγω δευτερογενών αντιδράσεων βιοχημικής σύνθεσης. Ενζυμική απ'ευθείας γλυκοζυλίωση της β-D-γλυκόζης από
την εξανόλη καταλυόμενη από εμουλσίνη σε ελεύθερη μορφή έλαβε χώρα και σε σωληνοειδείς ενζυμικούς βιοαντιδραστήρες,
με τελική συγκέντρωση εξυλ-β-D-γλυκόζης 1.3-2.3 g/l, και συντελεστή απόδοσης 11-20% moles/moles.
II.5. Kinetic profile of the cellular lipid composition in an oleaginous Yarrowia lipolytica capable of producing a
cocoa-butter substitute from industrial fats. S. Papanikolaou, I. Chevalot, M. Komaitis, G. Aggelis and I. Marc.
Antonie van Leeuwenhoek, 2001, 80, 215-224
35
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Στο επιστημονικό αυτό θέμα εξετάστηκε η φυσιολογική συμπεριφορά (κυτταρική ανάπτυξη, κατανάλωση
υποστρώματος, συσσώρευση και αποικοδόμηση ενδοκυτταρικού λίπους) της ελαιογόνου ζύμης Yarrowia lipolytica LGAM
S(7)1, κατά την καλλιέργεια της σε βιομηχανικά λίπη-παραπροϊόντα ελαιουργικών βιομηχανιών, ευτελούς κόστους. Τα λίπη
αυτά ήταν η στεαρίνη (ένα παράγωγο λίπους ζωικής προέλευσης συντιθέμενο από κεκορεσμένα λιπαρά οξέα, κυρίως δε το
στεατικό (C18:0), το παλμιτικό (C16:0), το λαυρικό (C12:0) και το μυριστικό (C14:0) οξύ) και το υδρολυμένο έλαιο ελαϊκής
κράμβης (αποτελούμενο κυρίως από ελαϊκό (C18:1) και λινελαϊκό (C18:2) οξύ). Η συνολική αρχική συγκέντρωση του
υποστρώματος ήταν 10 g/l, ενώ χρησιμοποιήθηκαν ποικίλοι λόγοι στεαρίνης-υδρολυμένης ελαϊκής κράμβης. Το υπόστρωμα
ανάπτυξης του μικροοργανισμού συνεπώς, αποτελείτο από μίγματα κεκορεσμένων και ακορέστων λιπαρών οξέων, κυρίως των
ομάδων C12, C14, C16 και C18. Σκοπός της μελέτης ήταν η χρησιμοποίηση των βιομηχανικών αυτών παραπροϊόντων
προκειμένου ο κυτταρικός μεταβολισμός του μικροοργανισμού να κατευθυνθεί προς τη συσσώρευση λίπους αναλόγου του
βουτύρου του κακάο. Σε κάθε διαφορετικό υπόστρωμα καλλιέργειας παρατηρήθηκε υψηλή κυτταρική ανάπτυξη (βιομάζα 7-9
g/l). Αντίθετα η διεργασία ενδοκυτταρικής συσσώρευσης λίπους ευνοήθηκε μόνο σε υποστρώματα πλούσια σε στεαρίνη
(ποσοστό στεαρίνης μεγαλύτερο ή ίσο του 50% κ.β. σε σχέση με το λιπαρό μίγμα) όπου σε αυτές τις περιπτώσεις
συσσωρεύτηκαν 0.35-0.44 g κυτταρικού λίπους ανά g συνολικής μικροβιακής μάζας. To μικροβιακό λίπος που αποθηκεύτηκε
αποτελείτο από τριγλυκερίδια κατά 55% κ.β., γεγονός το οποίο οδηγεί στο συμπέρασμα ότι το σύστημα των ενδοκυτταρικών
μικροβιακών εστερασών (αντιδράσεις ενδοκυτταρικής εστεροποίησης των λιπαρών οξέων προς τριγλυκερίδια) ήταν ενεργό.
Περαιτέρω, σε αξιοσημείωτες συγκεντρώσεις επί των μικροβιακών λιπιδίων βρέθηκαν και τα ελεύθερα λιπαρά οξέα (~35-40%
κ.β.). Η κυτταρική αύξηση της Yarrowia lipolytica στα μίγματα υδρολυμένου ελαίου ελαϊκής κράμβης/στεαρίνης συνοδεύτηκε
από συσσώρευση λίπους με σύσταση διαφορετική σε σχέση με αυτή του υποστρώματος καθόσον το αποθηκευτικό μικροβιακό
λίπος σε γενικές γραμμές ήταν πιο κορεσμένο συγκρινόμενο με το λίπος του υποστρώματος που χρησιμοποιήθηκε. Σε πολλές
από τις καλλιέργειες οι οποίες πραγματοποιήθηκαν, η σύσταση του αποταμιευτικού λίπους της Yarrowia lipolytica προσομοίαζε
αξιοσημείωτα με αυτή του βουτύρου του κακάο. Ο μικροοργανισμός, τέλος, αποικοδόμησε κατά το στάσιμο στάδιο του
αυξητικού του κύκλου το λίπος που είχε προηγουμένως συσσωρευτεί παρά το γεγονός ότι μη αμελητέες ποσότητες
υποστρώματος (1.5-2.5 g/l), το οποίο γενικώς ήταν πλούσιο σε στεατικό οξύ, παρέμεναν ακατανάλωτες στο θρεπτικό μέσο.
Κατά το στάδιο αυτό η βιο-αποικοδόμηση του μικροβιακού λίπους συνοδεύτηκε από παραγωγή αξιοσημείωτης ποσότητας
ελεύθερης λίπους κυτταρικής ύλης. Θα πρέπει να τονιστεί ότι η προσέγγιση που χρησιμοποιήθηκε κατά την παρούσα μελέτη
προκειμένου να παραχθεί το εδώδιμο αυτό μικροβιακό υποκατάστατο του εξωτικού αυτού λίπους (χρήση βιομηχανικών
λιπών-παραπροϊόντων σαπωνοποιίας εντελώς ευτελούς αξίας ως πηγή άνθρακα και ενέργειας) είναι ιδιαίτερα πρωτοποριακή.
Θα πρέπει να σημειωθεί, τέλος, ότι το λίπος του κακάο στις μέρες μας εμφανίζει αρκετά υψηλές τιμές, και διάφορες
προσεγγίσεις σχετιζόμενες και την παραγωγή υποκαταστάτων αυτού του λίπους έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον.
II.6. Lipid production by Yarrowia lipolytica growing on industrial glycerol in a single-stage continuous culture. S.
Papanikolaou and G. Aggelis. Bioresource Technology, 2002, 82, 43-49
Κατά την παρούσα εργασία μελετήθηκε η κυτταρική ανάπτυξη και η συσσώρευση λίπους στην ζύμη Yarrowia
lipolytica LGAM S(7)1 κατά την καλλιέργεια της σε συνεχές σύστημα, με τη βιομηχανική-ακάθαρτη γλυκερόλη
χρησιμοποιούμενη ως υπόστρωμα. Κατ'αρχήν, σε καλλιέργειες που έλαβαν χώρα σε κωνικές φιάλες, παρά το γεγονός ότι το
άζωτο ήταν ο περιοριστικός για την αύξηση παράγοντας, το στέλεχος δεν συσσώρευσε σημαντικές ποσότητες λίπους
(κυτταρικά λιπίδια 7-10 % κ.β. επί ξηράς ουσίας) ενώ αντίθετα παράχθηκαν εξωκυτταρικώς ποσότητες κιτρικού οξέος. Σε
αντίθετη περίπτωση σε συνεχείς καλλιέργειες, στους χαμηλούς ρυθμούς αραίωσης (D) (D μεταξύ 0.02 και 0.08 h-1),
βιοσυντέθηκαν υψηλές ποσότητες λίπους (μέχρι 3.5 g/l, 43% κ. β. λίπος επί ξηράς ουσίας), γεγονός το οποίο οδηγεί στο
συμπέρασμα ότι υπό αυτές τις συνθήκες καλλιέργειας το ενζυμικό σύστημα βιομετατροπής της γλυκερόλης σε λίπος (π. χ. η
ATP-κιτρική λυάση) ήταν λειτουργικό. Όταν ο ρυθμός αραίωσης αυξανόταν (D 0.08-0.13 h-1), παρατηρήθηκε μεταβολική
36
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
μετάπτωση και μείωση της παραγωγής λίπους (σε αυτούς τους ρυθμούς αραίωσης το ποσοστό λίπους ήταν 8-10% κ.β. επί της
ξηράς ουσίας), ενώ ευνοήθηκε η παραγωγή ελεύθερης λίπους βιομάζας. Παρόλα αυτά, ο συντελεστής βιομετατροπής της
γλυκερόλης σε συνολική κυτταρική μάζα (=ελεύθερη λίπους βιομάζα συν κυτταρικό λίπος) παρέμενε σχεδόν σταθερός τόσο
για τους χαμηλούς όσο και για τους υψηλούς ρυθμούς αραίωσης (βιομάζα/υπόστρωμα 0.25-0.27 g/g), υποδεικνύοντας την
παρουσία ρυθμιστικών ενζυμικών μηχανισμών οι οποίοι διαμοιράζουν με ακρίβεια την ενδοκυτταρική ροή άνθρακα προς τη
βιοσύνθεση λίπους, ελεύθερης λίπους βιομάζας, ενέργειας συντήρησης και CO2. H σύσταση σε λιπαρά οξέα του κυτταρικού
λίπους μελετήθηκε σε όλους τους ρυθμούς αραίωσης και βρέθηκε ότι ήταν σχεδόν σταθερή, με το ελαϊκό (Δ9C18:1) και το
λινελαϊκό (Δ9,12C18:2) οξύ να καταλαμβάνουν τα υψηλότερα ποσοστά (47±4% και 21±3% κ. β. αντίστοιχα) επί του
κυτταρικού λίπους, ενώ η μέγιστη παραγωγικότητα λίπους που επιτεύχθηκε ήταν 0.12 g λίπους/l.h. Συμπερασματικώς, στην
παρούσα δημοσίευση μελετάται η βιομετατροπή της βιομηχανικής γλυκερόλης (όπως ειπώθηκε και στη δημοσίευση ΙΙ.3.
πρόκειται για ένα σημαντικό γεωργο-βιομηχανικό υποπροϊόν) σε μικροβιακό λίπος πλούσιο σε ελαϊκό και λινελαϊκό οξύ. Το
λίπος αυτό είτε ενδέχεται να χρησιμοποιηθεί, αφού εκχυλιστεί, ως τρόφιμο υψηλής βιολογικής αξίας, δεδομένης της
παρουσίας στο έλαιο αυτό σε υψηλές συγκεντρώσεις του λινελαϊκού οξέος, είτε τα πλούσια σε λάδι κύτταρα της ζύμης
μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υψηλής θρεπτικής αξίας ζωοτροφή. Περαιτέρω, το έλαιο αυτό θα μπορούσε να
χρησιμοποιηθεί απ’ευθείας για παραγωγή βιοντήζελ, ως εκ τούτου ένα εκ των σημαντικών αποβήτων της διεργασίας
παραγωγής βιοντήζελ (η ακάθαρτη γλυκερόλη) θα μπορούσε να ανακυκλωθεί απ’ευθείας για εκ νέου σύνθεση βιοντήζελ
μειώνοντας σημαντικά το κόστος της διεργασίας.
II.7. Single cell oil production by Yarrowia lipolytica growing on an industrial derivative of animal fat in batch
cultures. S. Papanikolaou, I. Chevalot, M. Komaitis, I. Marc and G. Aggelis. Applied Microbiology and
Biotechnology, 2002, 58, 308-312
Στο επιστημονικό αυτό θέμα μελετήθηκε η κυτταρική αύξηση και η συσσώρευση/αποικοδόμηση αποθηκευτικού
λίπους στην ζύμη Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109 [LGAM S(7)1] όταν αυτή καλλιεργήθηκε σε θρεπτικό μέσο το οποίο
περιείχε στεαρίνη. Σε καλλιέργειες που έλαβαν χώρα τόσο σε κωνικές φιάλες όσο και σε βιοαντιδραστήρες, βρέθηκε ότι η
διεργασία συσσώρευσης λίπους ήταν πρωτογενής αναβολική διεργασία, εντελώς ανεξάρτητη από τη συγκέντρωση αζώτου στο
μέσο της καλλιέργειας. Περαιτέρω, η συσσώρευση λίπους στο μικροοργανισμό επηρεάστηκε κατά τρόπο κρίσιμο από την
αρχική τιμή του pH του μέσου καλλιέργειας και από τη θερμοκρασία επώασης, ενώ ευνοήθηκε σε υποστρώματα με υψηλή
συγκέντρωση στεαρίνης και χαμηλό ρυθμό οξυγόνωσης. Σε αρχική τιμή pH=6 και θερμοκρασίες 28-33 °C, παράχθηκαν 9-12
g/l βιομάζας που περιείχαν 44-54% κ.β. λίπος επί ξηράς ουσίας, ενώ ο συντελεστής βιομετατροπής της στεαρίνης σε συνολική
κυτταρική μάζα (=ελεύθερη λίπους βιομάζα συν κυτταρικό λίπος) ήταν άριστος (συνολική βιομάζα/λιπαρό υπόστρωμα
1.1±0.1 g/g). Δεδομένου ότι το λίπος που συσσωρεύτηκε δεν ήταν πιο ακόρεστο σε σχέση με το υπόστρωμα (το κυτταρικό
λίπος περιείχε περίπου 80% κ. β. στεατικό οξύ και μόνον 1-2% κ.β. ακόρεστα λιπαρά οξέα) τεκμαίρεται ότι το σύστημα των
ενδοκυτταρικών αφυδρογονασών (Δ9 και Δ12) δεν ήταν λειτουργικό υπό τις συγκεκριμένες συνθήκες καλλιέργειας. O
μικροοργανισμός αποικοδόμησε το λίπος που είχε προηγουμένως συσσωρευτεί παρά το γεγονός ότι σημαντικές ποσότητες
υποστρώματος (1.5-5.0 g/l) παρέμεναν ακατανάλωτες στο θρεπτικό μέσο. To υπόστρωμα, κατά το στάδιο αποικοδόμησης
του ενδοκυτταρικού λίπους, ήταν πολύ πλούσιο σε στεατικό οξύ. Αυτό συνέβαινε πιθανώς λόγω "μεταβολικού διαχωρισμού"
(discrimination) της Yarrowia lipolytica έναντι του στεατικού οξέος, γεγονός το οποίο είχε ως απόρροια τη μη κάλυψη των
μεταβολικών αναγκών του στελέχους από την εξωκυτταρική πηγή άνθρακα κατά τα τελευταία στάδια του αυξητικού κύκλου
και βιο-αποικοδόμηση των κυτταρικών λιπιδίων. O βαθμός ακορεστότητας του κυτταρικού λίπους αυξήθηκε όταν
βιομηχανική γλυκερόλη, υποπροϊόν μονάδας σαπωνοποιίας, χρησιμοποιήθηκε ως συν-υπόστρωμα μαζί με τη στεαρίνη σε
καλλιέργεια που έλαβε χώρα σε βιοαντιδραστήρα. Στην παρούσα δημοσίευση συμπερασματικώς, μελετάται η βιομετατροπή
της στεαρίνης σε μικροβιακό λίπος. Σημειώνεται ότι το ζωικό λίπος και τα υποκατάστατα του είναι παραπροϊόντα ιδιαιτέρως
37
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
φθηνά και υπό-χρησιμοποιούμενα τα τελευταία χρόνια, ενώ σε λίγες περιπτώσεις έχουν χρησιμοποιηθεί αυτά τα
παραπροϊόντα ως υποστρώματα από διαφόρους μικροοργανισμούς. Η ακορεστότητα του παραγόμενου μικροβιακού λίπους
δεν μεταβλήθηκε αξιοσημείωτα, πλην όμως: (1) μελετήθηκαν οι βιοχημικές δυνατότητες του στελέχους με πηγή άνθρακα
αυτό το ευτελούς αξίας παραπροϊόν και (2) υπήρξε η δυνατότητα αύξησης του ποσοστού ακορεστότητας του μικροβιακού
λίπους με τη χρήση ως συν-υποστρώματος της στεαρίνης, της βιομηχανικής γλυκερόλης. Είναι επομένως εφικτή η δυνατότητα
της συν-χρησιμοποίησης αυτών των παραπροϊόντων προκειμένου να "κατευθυνθεί" ο μεταβολισμός του μικροοργανισμού
προς τη σύνθεση ενός λίπους που να προσομοιάζει σε σύσταση με το λίπος του κακάο, περαιτέρω έρευνα όμως είναι
απαραίτητη προς αυτή την κατεύθυνση.
II.8. Yarrowia lipolytica as a potential producer of citric acid from raw glycerol. S. Papanikolaou, L. Muniglia, I.
Chevalot, G. Aggelis and I. Marc. Journal of Applied Microbiology, 2002, 92, 737-744
Σε αυτή την επιστημονική δημοσίευση μελετήθηκε η βιοχημική απόκριση της ζύμης Yarrowia lipolytica LGAM S(7)1
(ACA-DC 50109) κατά την καλλιέργεια της σε φιάλες με τη βιομηχανική γλυκερόλη χρησιμοποιούμενη ως υπόστρωμα. Οι
παράμετροι αύξησης στη γλυκερόλη συγκρίθηκαν με αυτές που μετρήθηκαν σε γλυκόζη, αφού αυτή η πηγή άνθρακα μπορεί
να θεωρηθεί ως υπόστρωμα-αναφορά στη βιβλιογραφία. Χρησιμοποιήθηκαν υψηλοί λόγοι C/N προκειμένου να ευνοηθεί η
συσσώρευση λίπους ή/και η παραγωγή κιτρικού οξέος, δεδομένου ότι το στέλεχος είναι ελαιογόνο, ενώ στελέχη του είδους
αυτού παράγουν υψηλές ποσότητες κιτρικού οξέος όταν καλλιεργούνται σε υποστρώματα όπου το άζωτο αποτελεί τον
περιοριστικό για τη μικροβιακή ανάπτυξη παράγοντα. Οι παράμετροι αύξησης που μετρήθηκαν στη γλυκόζη ήταν παρόμοιες
με αυτές της βιομηχανικής γλυκερόλης. Η κυτταρική ανάπτυξη δεν συνοδεύτηκε από ιδιαίτερα αξιοσημείωτη ενδοκυτταρική
συσσώρευση λίπους όταν ο μικροοργανισμός αυτός καλλιεργείται σε αναδευόμενες φιάλες (λίπος επί ξηράς ουσίας 5-14%
κ.β.). Αντίθετα, αρκετά υψηλές ποσότητες οργανικών οξέων παράχθηκαν εξωκυτταρικώς. Το κιτρικό οξύ ήταν το κύριο
μεταβολικό προϊόν του μικροοργανισμού και ήταν μεταβολίτης μη-συνδεδεμένος με την κυτταρική αύξηση, καθώς η σύνθεση
του έλαβε χώρα κατά το στάσιμο στάδιο του μικροβιακού αυξητικού κύκλου, όταν το εξωκυτταρικό άζωτο αποτελούσε τον
περιοριστικό για την αύξηση παράγοντα. Όταν το μέσο καλλιέργειας είχε υψηλή ρυθμιστική ικανότητα, το pH έπεφτε αργά
ενώ ευνοήθηκε η παραγωγή κιτρικού οξέος. Αντίθετα, σε θρεπτικά υλικά μικρής ρυθμιστικής ικανότητας, το pH έπεφτε
γρήγορα και όταν έφτανε σε τιμές 2.5-3.5, σταματούσε και η παραγωγή οργανικών οξέων. Περαιτέρω, ανάλυση το κυτταρικού
λίπους έδειξε ότι αυτό αποτελείτο κυρίως από πολικά κλάσματα (π. χ. φωσφολιπίδια) και στερόλες. Η αύξηση του
μικροοργανισμού συσχετίστηκε με το profile των ενδοκυτταρικών λιπαρών του οξέων. Καλλιέργεια του μικροοργανισμού στη
βιομηχανική γλυκερόλη συνοδεύτηκε από σύσταση σε λιπαρά οξέα του κυτταρικού λίπους μη παρουσιάζουσα αξιοσημείωτες
διαφορές σε όλες τις φάσεις του αυξητικού κύκλου. Το ελαϊκό (40-50% κ. β.) και το λινελαϊκό (13-19% κ.β.) οξύ ήταν τα
κυριαρχούντα λιπαρά οξέα των κυτταρικών λιπιδίων. Σε αντίθετη περίπτωση, η καλλιέργεια του μικροοργανισμού στη
γλυκόζη έδειξε κάπως αυξημένα ποσοστά του στεατικού οξέος στην πρώιμη εκθετική φάση του αυξητικού κύκλου, με τα
ποσοστά να μειώνονται ιδιαίτερα στις λοιπές φάσεις με ταυτόχρονη αύξηση της παρουσίας των ακόρεστων λιπαρών οξέων
(ελαϊκό και λινελαϊκό). Όταν η γλυκόζη και η βιομηχανική γλυκερόλη χρησιμοποιήθηκαν ως συν-υποστρώματα από τη ζύμη
Yarrowia lipolytica, η γλυκερόλη καταναλώθηκε με ρυθμούς πολύ πιο αυξημένους συγκρινόμενη με τη γλυκόζη, υποδεικνύοντας
ότι η ενζυμική δραστικότητα της καταβολικής C6 ατραπού της γλυκόλυσης μειωνόταν λόγω αυξημένου ενεργειακού πηλίκου
της C3 γλυκολυτικής ατραπού. Όταν, τέλος, η βιομηχανική γλυκερόλη χρησιμοποιήθηκε σε υψηλές αρχικές συγκεντρώσεις (80
και 120 g/l), η αύξηση του μικροοργανισμού δεν παρεμποδίστηκε ενώ βιοσυντέθηκαν και αυξημένες ποσότητες κιτρικού
οξέος (30-35 g/l). Συμπερασματικώς, στην παρούσα δημοσίευση μελετήθηκε η ζύμωση της βιομηχανικής γλυκερόλης
(σημαντικό γεωργο-βιομηχανικό υποπροϊόν – βλ. δημοσίευση ΙΙ.3) προς παραγωγή κιτρικού οξέος, ένα μεταβολικό προϊόν
υψηλότερης προστιθέμενης αξίας το οποίο είναι το πιο ευρέως διαδεδομένο οργανικό οξύ το οποίο χρησιμοποιείται στη
βιομηχανία των τροφίμων, παρουσιάζοντας πολλαπλές και ενδιαφέρουσες χρήσεις (συντηρητικό, παράγοντας οξύνισης, κλπ).
38
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Σημειώνεται ότι στη βιβλιογραφία είναι η πρώτη φορά όπου αναφέρεται καλλιέργεια ευκαρυωτικού μικροοργανισμού σε
βιομηχανική γλυκερόλη όπως επίσης και παραγωγή κιτρικού οξέος από αυτό το γεωργο-βιομηχανικό αυτό υποπροϊόν.
II.9. Accumulation of a cocoa-butter-like lipid by Yarrowia lipolytica cultivated on agro-industrial residues. S.
Papanikolaou, L. Muniglia, I. Chevalot, G. Aggelis and I. Marc. Current Microbiology, 2003, 46, 124-130
Στην επιστημονική αυτή δημοσίευση, η οποία συνιστά συνέχεια των εργασιών II.7 και II.8, μελετήθηκε η βιοχημική
απόκριση της ζύμης Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109 κατά την καλλιέργεια της σε μίγματα βιομηχανικής γλυκερόλης,
γλυκόζης και στεαρίνης σε φιάλες. Τα μίγματα αυτά χρησιμοποιήθηκαν κατά τέτοιο τρόπο ώστε να κατευθυνθεί ο
ενδοκυτταρικός μεταβολισμός του μικροοργανισμού προς την αποθήκευση ενός λίπους με σύσταση προσομοιάζουσα αυτής
του λίπους του κακάο. Σε κάθε περίπτωση, παρατηρήθηκε υψηλή κυτταρική ανάπτυξη, πλην όμως αξιοσημείωτες ποσότητες
μικροβιακού λίπους (2.0-3.4 g/l, 25-30% κ.β. λίπος επί ξηράς ουσίας) συσσωρεύτηκαν μόνο σε θρεπτικά υλικά πλούσια σε
στεαρίνη. Περαιτέρω δε, η βιομηχανική γλυκερόλη απετέλεσε ένα πιο ευνοϊκό συν-υπόστρωμα συγκρινόμενη με τη γλυκόζη
όσον αφορά στη μικροβιακή καλλιέργεια, αφού για αντίστοιχα πειράματα, κατά την ανάπτυξη της ζύμης με γλυκερόλη ως συνυπόστρωμα της στεαρίνης συσσωρεύτηκαν σαφώς υψηλότερες ποσότητες μικροβιακού λίπους. Επίσης, η γλυκερόλη
καταναλώθηκε με σαφώς μεγαλύτερους ρυθμούς από τη γλυκόζη, ενώ στην πρώτη περίπτωση παρήχθησαν υψηλότερες
ποσότητες κιτρικού οξέος (τελική συγκέντρωση 14 έναντι 6 g/l). Δοθέντος ότι ο μεταβολισμός της στεαρίνης δεν οδηγεί σε
παραγωγή οργανικών οξέων (βλ. II.7), τεκμαίρεται ότι αυτά (κυρίως το κιτρικό οξύ) βιοσυντέθηκαν λόγω του καταβολισμού
των υδατοδιαλυτών πηγών άνθρακα (γλυκόζη και/ή γλυκερόλη). Επίσης, δεδομένου ότι η ροή άνθρακα από τη γλυκόζη προς
το κιτρικό οξύ ήταν σχετικώς περιορισμένη συγκρινόμενη με αυτήν από τη γλυκερόλη, τεκμαίρεται ότι η γλυκόζη
μεταβολιζόταν εν μέρει μέσω της EMP γλυκόλυσης, και κυρίως μέσω της οδού των φωσφορικών πεντοζών. Περαιτέρω, ο
μικροοργανισμός κατά την καλλιέργεια του έδειξε υψηλή εξειδίκευση για το λαυρικό, το μυριστικό και το παλμιτικό οξύ,
ανεξάρτητα από την αρχική συγκέντρωση γλυκόζης ή γλυκερόλης στο μέσο καλλιέργειας, το δε κυτταρικό λίπος που
παράχθηκε, σε κάθε περίπτωση ήταν ποσοτικά λιγότερο από αυτό που είχε συντεθεί κατά τη ζύμωση της στεαρίνης
χρησιμοποιούμενης ως μόνης πηγής άνθρακα (βλ. δημοσίευση II.7). Το κυτταρικό λίπος όμως, εμπλουτίστηκε με ακόρεστα
λιπαρά οξέα, τα οποία προφανώς προέρχονται από τον ενδοκυτταρικό μεταβολισμό της γλυκερόλης ή της γλυκόζης, γεγονός
το οποίο υποδεικνύει ότι έλαβε χώρα de novo βιοσύνθεση λίπους, παρά την παρουσία υψηλών ποσοτήτων εξωκυτταρικών
λιπαρών οξέων στο μέσο της καλλιέργειας. Το κυτταρικό λίπος, αποτελούμενο από τριγλυκερίδια σε ποσοστό 55% κ.β., σε
κάθε περίπτωση ήταν πιο πλούσιο από πλευράς σύστασης, συγκρινόμενο με τη στεαρίνη, σε στεατικό, ελαϊκό και λινελαϊκό
οξύ. H σύσταση του αποθηκευτικού λίπους ήταν σχετικώς προσομοιάζουσα αυτής του λίπους του κακάο καθόσον το συνολικό
ποσοστό ακορέστων λιπαρών οξέων στο λίπος του κακάο είναι της τάξης 30-35% κ.β., ενώ το λίπος που παράχθηκε είχε
συνολικό ποσοστό ακορέστων λιπαρών οξέων 10-25% κ.β.. Ως συμπέρασμα, στην παρούσα δημοσίευση μελετήθηκε η
βιοτεχνολογική αξιοποίηση γεωργο-βιομηχανικών παραπροϊόντων και αποβλήτων (στεαρίνη – ελεύθερα λιπαρά οξέα ζωικής
προέλευσης και βιομηχανική γλυκερόλη – βλ. δημοσιεύσεις ΙΙ.3 και ΙΙ.7) προς παραγωγή ενός εδώδιμου μικροβιακού λίπους
του οποίου η σύσταση προσομοιάζει αυτής του κακαολίπους. Η αριστοποίηση των συνθηκών καλλιέργειας (κυρίως του λόγου
στεαρίνη/γλυκερόλη) έδειξε ότι είναι εφικτή η παραγωγή αυτού του υποκαταστάτου του πολύ ακριβού αυτού εξωτικού λίπους.
Σημειώνεται ότι για πρώτη φορά χρησιμοποιείται η βιομηχανική-ακάθαρτη γλυκερόλη ως συν-υπόστρωμα για παραγωγή
μικροβιακού αναλόγου του λίπους του κακάο, καθώς επίσης και το γεγονός ότι ως παραπροϊόν της ζύμωσης παράγεται και
κιτρικό οξύ σε μη αμελητέα ποσά (7-14 g/l), αυξάνοντας το βιομηχανικό ενδιαφέρον για τη βιοδιεργασία αυτή.
II.10. Modeling lipid accumulation and degradation in Yarrowia lipolytica cultivated on industrial fats. S.
Papanikolaou and G. Aggelis. Current Microbiology, 2003, 46, 398-402
39
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Στην εργασία αυτή, η οποία συνιστά συνέχεια της II.5, εφαρμόστηκε ένα αριθμητικό πρότυπο προκειμένου να
"ποσοτικοποιηθεί" η κινητική συμπεροφορά της ζύμης Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109 κατά την καλλιέργεια της σε
βιομηχανικά λίπη συντιθέμενα από ελεύθερα λιπαρά οξέα ζωϊκής και φυτικής προέλευσης (μίγματα στεαρίνης και
υδρολυμένης ελαϊκής κράμβης). Το αριθμητικό πρότυπο που χρησιμοποιήθηκε ήταν τύπου Williams-Blackman. Έτσι, η
ειδική ταχύτητα αύξησης επί του εξωκυτταρικού λίπους μx (S) έλαβε τη μέγιστη τιμή της στην αρχή της καλλιέργειας και
f
μειωνόταν γραμμικά με τη μείωση του διαθέσιμου εξωκυτταρικού λίπους. H συσσώρευση λίπους ήταν αναβολική διεργασία
συνδεδεμένη με τη μικροβιακή αύξηση. Συνεπώς, η ειδική ταχύτητα παραγωγής λιπιδιακών αποθεμάτων, qL, ήταν γραμμική
συνάρτηση του μx (S) (qL=β × μx (S)). Επίσης η ειδική ταχύτητα αύξησης επί των λιπιδιακών αποθεμάτων μx (L) λάμβανε τη
f
f
f
μέγιστη τιμή της όταν και το αποθηκευτικό λίπος είχε τη μέγιστη τιμή του. Σε όλες τις περιπτώσεις των κινητικών, η
προσαρμογή των θεωρητικών καμπυλών παρουσίασε ικανοποιητική σύγκλιση με τα πειραματικά δεδομένα. Η σύγκριση των
αριστοποιημένων τιμών των παραμέτρων με αυτές που προσδιορίστηκαν πειραματικώς έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα.
Πιο συγκεκριμένα, η ειδική ταχύτητα μx (S) δεν επηρεάστηκε από τη σύσταση σε λιπαρά οξέα του υποστρώματος. Αντίθετα, η
f
ειδική ταχύτητα qL και η μέγιστη συγκέντρωση ενδοκυτταρικού λίπους ευνοήθηκαν σε υποστρώματα πλούσια σε στεατικό οξύ,
ενώ η διεργασία αποικοδόμησης των ενδοκυτταρικών λιπιδίων ήταν διαδικασία που λάμβανε χώρα αργά, καθόσον η ειδική
ταχύτητα αύξησης επί του ενδοκυτταρικού λίπους μx (L) παρουσίαζε αριστοποιημένες τιμές σαφώς μικρότερες από αυτήν επί
f
του εξωκυτταρικού λίπους μx (S). Η αποικοδόμηση των ενδοκυτταρικών αποθησαυριστικών λιπιδίων συνοδευόταν πάντα από
f
σχηματισμό ελεύθερης λίπους βιομάζας. Ο συντελεστής απόδοσης του ελευθέρου λίπους κυτταρικού υλικού προερχόμενος
από την κατανάλωση ενδοκυτταρικού λίπους ήταν συνήθως μεγαλύτερος από αυτόν που προερχόταν από το εξωκυτταρικό
λίπος, γεγονός το οποίο εξηγείται βιοχημικά καθόσον η μεταφορά των αλειφατικών αλυσίδων από το εξω- στο ενδοκυτταρικό
περιβάλλον γίνεται με δαπάνη ενέργειας. Αντίθετα, η κατανάλωση του ενδοκυτταρικού λίπους είναι μια διεργασία πολύ
λιγότερο "δαπανηρή" για το κύτταρο, με απόρροια το κυτταρικό λίπος να καταναλώνεται σχεδόν εξ ολοκλήρου προς τη
δημιουργία ελεύθερης λίπους βιομάζας. Η παρούσα δημοσίευση, συνεπώς, καταδεικνύει τη δυνατότητα πρόβλεψης της
βιομετατροπής βιομηχανικών λιπών, παραπροϊόντων σαπωνοποιίας και ιδιαιτέρως χαμηλού κόστους, σε εδώδιμα
προκατασκευασμένα μικροβιακά λιπίδια πολύ υψηλότερης προστιθέμενης αξίας, που να προσομοιάζουν σε σύσταση με αυτή
του λίπους του κακάο.
II.11. Modelling aspects of the biotechnological valorization of raw glycerol: production of citric acid by
Yarrowia lipolytica and 1,3-propanediol by Clostridium butyricum. S. Papanikolaou and G. Aggelis. Journal of
Chemical Technology and Biotechnology, 2003, 78, 542-547
Η επιστημονική αυτή δημοσίευση συνιστά συνέχεια των εργασιών II.3 και II.8 και σχετίζεται με την ανάπτυξη
αριθμητικών και αναλυτικών προτύπων ικανών να προσομοιώσουν την κινητική της αύξησης και της παραγωγής μεταβολικών
προϊόντων από τη ζύμη Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109 και το βακτήριο Clostridium butyricum F2b, όταν οι
μικροοργανισμοί αυτοί καλλιεργούνται στη βιομηχανική γλυκερόλη, χρησιμοποιούμενη ως μοναδική πηγή άνθρακα και
ενέργειας. Kατ'αρχήν προσομοιώθηκε η κινητική της αύξησης της ζύμης Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109 και της σύνθεσης
κιτρικού οξέος κατά την καλλιέργεια της σε ασυνεχή συστήματα. Tα αριθμητικά πρότυπα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν τύπου
Williams-Blackman, Monod και Verhlust. Έτσι, η ειδική ταχύτητα αύξησης μ, είτε σχετιζόταν με το διαθέσιμο εξωκυτταρικό
άζωτο το οποίο και συνιστούσε τον περιοριστικό παράγοντα της αύξησης (πρότυπο τύπου Williams-Blackman ή Monod), είτε
σχετιζόταν με την πληθυσμιακή πυκνότητα της καλλιέργειας (πρότυπο τύπου Verhlust). Η συσσώρευση στο μέσο της
καλλιέργειας του κιτρικού οξέος ήταν δευτερογενής αναβολική διεργασία μη-συνδεδεμένη με τη μικροβιακή αύξηση (βλ.
δημοσίευση II.8), και συνεπώς η ειδική ταχύτητα παραγωγής κιτρικού οξέος qCit ήταν σταθερή καθ'όλη τη διάρκεια του
αυξητικού κύκλου (qCit=β). Και στα τρία αριθμητικά πρότυπα τα οποία εφαρμόστηκαν, οι αριστοποιημένες τιμές των
40
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
παραμέτρων λάμβαναν τιμές κοντινές σε σχέση με αυτές οι οποίες προσδιορίστηκαν πειραματικώς, ενώ επίσης και η
προβλεπτική ικανότητα του προτύπου ήταν πολύ ικανοποιητική. Αριθμητικά πρότυπα τύπου Williams-Blackman, Monod και
Verhlust χρησιμοποιήθηκαν επίσης προκειμένου να προσομοιωθεί η καλλιέργεια του βακτηρίου Clostridium butyricum F2b σε
ασυνεχή συστήματα, χωρίς όμως επιτυχία, λόγω του αυξημένου χρόνου που διαρκούσε η φάση προσαρμογής του βακτηρίου
στην καλλιέργεια. Η παραγωγή της 1,3-προπανοδιόλης από βιομηχανική γλυκερόλη με τη βοήθεια του βακτηρίου Clostridium
butyricum F2b προσομοιώθηκε με επιτυχία σε συνεχείς καλλιέργειες με τη χρήση αναλυτικού προτύπου στο οποίο δεν ελήφθη
υπόψη παρεμπόδιση εκ μέρους της 1,3-προπανοδιόλης (το βακτήριο εμφάνιζε άλλωστε αυξημένη ανθεκτικότητα ακόμη και
πολύ υψηλές συγκεντρώσεις γλυκερόλης - βλ. δημοσίευση II.3) κατά την έκφραση του ειδικού ρυθμού αύξησης μ. Ο ειδικός
ρυθμός αύξησης εκφράστηκε με τη βοήθεια του προτύπου Contois, και το πρότυπο αυτό εμφάνισε ικανοποιητική πρόβλεψη
τόσο για το μέγιστο ειδικό ρυθμό αύξησης (μmax) όσο και για τη μέγιστη παραγωγικότητα του συστήματος. Η παρούσα
δημοσίευση, συμπερασματικώς, σχετίζεται με τη δυνατότητα πρόβλεψης της βιομετατροπής ενός σημαντικού γεωργοβιομηχανικού υποπροϊόντος (βιομηχανική-ακάθαρτη γλυκερόλη) σε μικροβιακά προϊόντα υψηλότερης προστιθέμενης αξίας,
χρησιμοποιούμενα στη Χημική Βιομηχανία καθώς και τη Βιομηχανία Πλαστικών, Φαρμάκων ή Τροφίμων.
II.12. G. Aggelis, D. Iconomou, M. Christou, D. Bokas, S. Kotzailias, G. Christou, V. Tsagou and S.
Papanikolaou. Phenolic removal in a model olive oil mill wastewater using Pleurotus ostreatus in bioreactor
cultures and biological evaluation of the process. Water Research, 2003, 37, 3897-3904
Στο επιστημονικό αυτό θέμα μελετήθηκε η αύξηση του Βασιδιομύκητα Pleurotus ostreatus όταν Υγρά Απόβλητα
Ελαιουργείων (Υ.Α.Ε. – ο λεγόμενος "κατσίγαρος") χρησιμοποιήθηκαν από το μικροοργανισμό αυτό ως μοναδική πηγή
άνθρακα και ενέργειας. Περαιτέρω έγινε και βιολογική εκτίμηση της βιοδιεργασίας καθόσον μελετήθηκε η τοξικότητα τόσο
για τα ανεπεξέργαστα όσο και για τα επεξεργασμένα με το μικροοργανισμό Υ.Α.Ε. έναντι φυτών και αρθροπόδων. Τα Υ.Α.Ε.
συνιστούν ένα πολύ σημαντικό απόβλητο των διαφόρων Γεωργικών Βιομηχανιών ειδικά για την Ελλάδα και τις άλλες
ελαιοπαραγωγούς χώρες, και έχουν γίνει πολλές προσπάθειες τόσο με βιολογικά όσο και με φυσικοχημικά μέσα για
επεξεργασία αυτού του τύπου των αποβλήτων. Στην παρούσα εργασία καλλιεργήθηκε ο μύκητας σε βυθισμένη καλλιέργεια
τόσο σε ανακινούμενες φιάλες όσο και σε βιοαντιδραστήρα με αραιωμένα και αποστειρωμένα Υ.Α.Ε. χρησιμοποιούμενα ως
υπόστρωμα και αποδείχθηκε ότι η λακκάση ήταν το μόνο οξειδωτικό ένζυμο που ανιχνεύθηκε στο περιβάλλον της αύξησης
και το οποίο σχετιζόταν με την αποικοδόμηση των φαινολικών συστατικών στο θρεπτικό υλικό. Η βιοδιεργασία
προσομοιώθηκε επιτυχώς με τη χρήση αριθμητικού προτύπου τύπου Verhlust καθόσον ο περιοριστικός για την αύξηση
παράγοντας ήταν άγνωστος, ενώ η διαδικασία αριστοποίησης των παραμέτρων έδειξε ότι η βιοσύνθεση της λακκάσης ήταν
διεργασία απολύτως συνδεδεμένη με τη μικροβιακή αύξηση. Περαιτέρω, όσο αραιότερα ήταν τα Υ.Α.Ε. που
χρησιμοποιήθηκαν ως πηγή άνθρακα, τόσο μεγαλύτερο ήταν το κλάσμα των φαινολών το οποίο αποικοδομείτο. Επίσης,
διεργασία η οποία έλαβε χώρα σε ημι-συνεχές τροφοδοτούμενο σύστημα (repeated-batch culture) έδειξε σημαντική αύξηση
της τελικής συγκέντρωσης βιομάζας (σχεδόν κατά 80% σε σχέση με την αρχική ασυνεχή καλλιέργεια) και προοδευτική
αύξηση του ρυθμού κατανάλωσης των σακχάρων του μέσου της καλλιέργειας, ενώ παρόλα αυτά ένα κλάσμα φαινολών έδειξε
να παραμένει ισχυρά ανθεκτικό στην οξείδωση. Περαιτέρω μελετήθηκε η τοξικότητα των ακατέργαστων και των
κατεργασμένων με Pleurotus ostreatus Υ.Α.Ε. επί των σπόρων του φυτού κάρδαμου (Lepidium sativum) καθώς και επί των
Βραγχιοπόδων Artemia sp. και Daphnia magna και του Οστρακοειδούς Heterocypris incongruens. Η μελέτη έδειξε ότι για τα δύο
πρώτα (Lepidium sativum, Artemia sp.) η τοξικότητα του αποβλήτου κατόπιν της βιολογικής κατεργασίας μειώθηκε σε
σημαντικό βαθμό. Αντιθέτως, η τοξικότητα των κατεργασμάνων Υ.Α.Ε. δεν μειώθηκε έναντι των Daphnia magna και
Heterocypris incongruens. Κατεργασμένα και ακατέργαστα Υ.Α.Ε. χρησιμοποιήθηκαν τέλος ως νερό άρδευσης για καλλιέργεια
φυτών λάχανου και τομάτας, και σε κάθε περίπτωση υπήρξε μείωση στην απόδοση των φυτών, ενώ η επιβλαβής συνέπεια επί
της αυξήσεως τους μειωνόταν όταν χρησιμοποιούνταν αραιωμένα τα κατεργασμένα Υ.Α.Ε..
41
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
II.13. S. Papanikolaou and G. Aggelis. Selective uptake of fatty acids by the yeast Yarrowia lipolytica. European
Journal of Lipid Science and Technology, 2003, 105, 651-655
Στην παρούσα επιστημονική δημοσίευση, η οποία συνιστά συνέχεια της εργασίας II.5, μελετήθηκε εξειδίκευση σε
λιπαρά οξέα της ζύμης Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109 τόσο στο επίπεδο ενσωμάτωσης τους από το υπόστρωμα όσο και
στο επίπεδο συσσώρευσης αυτών εντός του μικροβιακού κυττάρου και αποικοδόμησης τους. Ο μικροοργανισμός
αναπτύχθηκε σε βιομηχανικά λίπη-παραπροϊόντα ευτελούς αξίας, συντιθέμενα από ελεύθερα λιπαρά οξέα ζωικής και φυτικής
προέλευσης (μίγματα στεαρίνης και υδρολυμένης ελαϊκής κράμβης χρησιμοποιούμενα σε ποικίλους λόγους κατά τρόπο ώστε
το υπόστρωμα να περιέχει ακόρεστα λιπαρά οξέα από συγκέντρωση 28% κ. β. έως 58% κ. β. επί του συνολικού μίγματος),
χρησιμοποιούμενα ως μόνη πηγή άνθρακα. Οι αντιδράσεις έλαβαν χώρα τόσο σε κωνικές φιάλες όσο και βιολογικό
αντιδραστήρα. Τα λιπαρά οξέα του υποστρώματος ενσωματώθηκαν στις κυτταρικές δομές της ζύμης με κινητική πρώτης
τάξεως. Πιο συγκεκριμένα, τα λιπαρά οξέα C12:0, C14:0,
Δ9C18:1, Δ9,12C18:2
και
Δ9,12,15C18:3
ενσωματώθηκαν στο
μικροβιακό κύτταρο με μεγαλύτερη ταχύτητα σε σχέση με τα C16:0 και C18:0, ανεξαρτήτως της αρχικής σύστασης σε λιπαρά
οξέα του υποστρώματος, καθόσον ο συντελεστής εξειδίκευσης (kFA) για τα λιπαρά οξέα C12:0, C14:0, Δ9C18:1, Δ9,12C18:2 και
Δ9,12,15C18:3
ήταν της τάξης 0.024±0.001 h-1 ενώ για το C16:0 ήταν 0.013 και για το C18:0 0.008 h-1. Κατ’αυτόν τον τρόπο τα
λιπαρά οξέα C12:0, C14:0 και
Δ9,12,15C18:3
εξαφανίστηκαν πλήρως από το υπόστρωμα ενώ οι συγκεντρώσεις των C18:1 and
C18:2 στο εναπομείναν υπόστρωμα μειώθηκαν κατά 55-80% κ.β., σε σχέση με το αρχικό λιπαρό υπόστρωμα. Αντίθετα, η
συγκέντρωση του C18:0 αυξήθηκε 2.1–3.5 φορές σε σχέση με την αρχική λιπαρή ύλη. Το λιπαρό οξύ C18:0 καίτοι
ενσωματωνόταν με βραδείς ρυθμούς εντός του μικροβιακού κυττάρου, εκλεκτικώς συσσωρεύτηκε στα κυτταρικά λιπίδια της
ζύμης, ενώ αντιθέτως χαμηλές ήταν οι συγκεντρώσεις των λιπαρών οξέων
οξέων C12:0, C14:0 και
Δ9,12,15C18:3
Δ9C18:1
και
Δ9,12C18:2,
ενώ μόνο ίχνη των λιπαρών
ανιχνεύτηκαν στα κυτταρικά λιπίδια. Καταδεικνύεται συνεπώς ότι το σύστημα των
ενδοκυτταρικών αφυδρογονασών (Δ9 και Δ12) της ζύμης δεν ήταν λειτουργικό υπό τις συγκεκριμένες συνθήκες καλλιέργειας,
ενώ τα ακόρεστα και τα μικρής αλειφατικής αλυσίδας κεκορεσμένα λιπαρά οξέα αναλώθηκαν κυρίως προς παραγωγή ενέργειας
και ελεύθερης λίπους βιομάζας. Όταν ο μικροοργανισμός αποικοδόμησε τα κυτταρικά του λιπίδια κατά το στάσιμο στάδιο
του αυξητικού κύκλου, τα αποταμιευμένα λιπαρά οξέα C16:0 και
Δ9C18:1
αναλώθηκαν με ταχύτερο ρυθμό σε σχέση με το
λιπαρό οξύ C18:0. Η παρούσα μελέτη καταδεικνύει συνεπώς τη δυνατότητα χρησιμοποίησης διαφόρων λιπαρών υλών –
παραπροϊόντων ή/και αποβλήτων γεωργο-βιομηχανικής προέλευσης ως μοναδικής πηγής άνθρακα και ενέργειας από τη ζύμη
Yarrowia lipolytica προκειμένου να υπάρξει αξιοποίηση των υποστρωμάτων αυτών με σκοπό να παραχθούν προκαθορισμένης
σύστασης «νέα» εξωκυτταρικά ή ενδοκυτταρικά λίπη υψηλότερης προστιθέμενης αξίας [π. χ. σύνθεση ενδοκυτταρικών
υποκατάστατων του λίπους του illepé ή του κακάο, εκλεκτική απομάκρυνση του α-λινολενικού οξέος (Δ9,12,15C18:3) από λιπαρά
μίγματα κλπ].
II.14. S. Papanikolaou, M. Komaitis and G. Aggelis. Single cell oil (SCO) production by Mortierella isabellina
grown on high-sugar content media. Bioresource Technology, 2004, 95, 287-291
Στην παρούσα επιστημονική δημοσίευση μελετήθηκε η παραγωγή βιομάζας, η κατανάλωση σακχάρου, αμμωνίου και
οξυγόνου, καθώς και η συσσώρευση και η σύσταση ενδοκυτταρικών λιπιδιακών αποθεμάτων κατά την αύξηση του ελαιογόνου
ζυγομύκητα Mortierella isabellina ATHUM 2935 σε ασυνεχείς (κλειστές) καλλιέργειες με μόνη πηγή άνθρακα τη γλυκόζη. Οι
καλλιέργειες έλαβαν χώρα σε ανακινούμενες φιάλες, οι δε αρχικές συγκεντρώσεις γλυκόζης ποίκιλαν από 45 έως 102 g/l
(αρχικός λόγος C/N 150 έως 340 mol/mol), οι καλλιέργειες, συνεπώς, ήταν περιοριστικές ως προς την εξωκυτταρική πηγή
αζώτου. Ο μικροοργανισμός κατά το πρώτο στάδιο του αυξητικού του κύκλου (0 έως 40 h μετά από τον εμβολιασμό)
κατανάλωσε τη διαθέσιμη πηγή αζώτου. Στο επόμενο στάδιο, και κατόπιν της δραστικής μείωσης του εξωκυτταρικού αζώτου
καθώς και της αναπνευστικής δραστηριότητας του στελέχους, ποσότητες ενδοκυτταρικών λιπιδιακών αποθεμάτων
42
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
συσσωρεύτηκαν στο μυκήλιο (λίπος 50-55%, κ.β.). Το αποθηκευτικό λίπος συσσωρεύτηκε σε σταγονίδια τα οποία ήσαν ορατά
με τη χρήση απλού-συνθέτου μικροσκοπίου. Η καλλιέργεια του μικροοργανισμού, καίτοι δεν ήταν αριστοποιημένες οι
συνθήκες αύξησης (χρήση αναδευόμενων φιαλών χωρίς ρύθμιση του pH και του αερισμού), είχε ως απόρροια την
αξιοσημείωτη παραγωγή μικροβιακού λίπους της τάξης των 18.1 g ανά l καλλιέργειας. Η τελική αυτή συγκέντρωση θεωρείται
από τις υψηλές που έχουν εμφανιστεί στη διεθνή βιβλιογραφία, ενώ οι συντελεστές βιομετατροπής της γλυκόζης σε συνολική
κυτταρική μάζα (=ελεύθερη λίπους βιομάζα συν κυτταρικό λίπος) και μικροβιακό λίπος ήταν πολύ υψηλοί (συνολική
βιομάζα/υπόστρωμα=0.34 g/g, κυτταρικό λίπος/υπόστρωμα=0.17 g/g). Σημειώνεται επίσης ότι η παραγωγή βιομάζας και η
κατανάλωση υποστρώματος δεν παρεμποδίστηκε ακόμη και για τις πολύ υψηλές αρχικές συγκεντρώσεις γλυκόζης (π. χ. 102
g/l) στο περιβάλλον της αύξησης. Το μικροβιακό λίπος που συσσωρεύτηκε ήταν ιδιαιτέρως ακόρεστο, περιέχοντας το λιπαρό
οξύ γ-λινολενικό (GLA – Δ6,9,12C18:3) σε συγκεντρώσεις 3.5±1.0%, κ.β. επί του συνολικού λίπους. Το ποσοστό αυτό δεν είναι
ιδιαιτέρως μεγάλο, και τούτο συνιστά το κύριο μειονέκτημα αυτής της βιοδιεργασίας. Το ποσοστό του παραχθέντος GLA
αντιστοιχεί σε ποσότητα 16-19 mg GLA ανά g μικροβιακής μάζας και 801 mg GLA ανά l καλλιέργειας. Η τελική αυτή
συγκέντρωση (801 mg/l) θεωρείται από τις ικανοποιητικές της διεθνούς βιβλιογραφίας, και επιτεύχθηκε ακριβώς λόγω της
αυξημένης ικανότητας του μικροοργανισμού να συνθέτει μεγάλες ποσότητες λιπιδιακών αποθεμάτων. Το GLA είναι ένα
λιπαρό αυτό πολύ μεγάλου ενδιαφέροντος για την Τεχνολογία Τροφίμων και τη Φαρμακοβιομηχανία δοθέντος ότι έχει
αντιθρομβωτικές, αντιερεθιστικές και αντικαρκινικές ιδιότητες, και τα φυτικά έλαια που περιέχουν αυτό το οξύ είναι ιδιαιτέρως
ακριβά (βλ. δημοσιεύσεις ΙΙ.1 & ΙΙ.2). Η παρούσα δημοσίευση, συνεπώς, σχετίζεται με τη δυνατότητα βιομετατροπής μιας
φθηνής πρώτης ύλης (γλυκόζη) σε μικροβιακά λιπίδια με πολύ ικανοποιητικούς συντελεστές απόδοσης, παρά το γεγονός ότι
το παραχθέν λίπος περιέχει σε μικρά σχετικά ποσοστά το γ-λινολενικό οξύ. Σημειώνεται τέλος ότι πέρα από την καθαρή
(αναλυτική) γλυκόζη, υπάρχει πλειάδα γεωργο-βιομηχανικών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας με βάση τη γλυκόζη (π. χ.
εμπορική – βιομηχανική γλυκόζη, πλούσιες σε γλυκόζη μελάσσες, σιρόπια γλυκόζης, απόνερα – waste-waters πλούσια σε
γλυκόζη) τα οποία παράγονται κατά τη βιομηχανική δραστηριότητα, των οποίων το κόστος είναι ευτελές (ή/και αρνητικό) και
στα οποία θα μπορούσε να εφαρμοστεί η παραπάνω μέθοδος βιοτεχνολογικής αξιοποίησης.
II.15. S. Papanikolaou, S. Sarantou, M. Komaitis and G. Aggelis. Repression of reserve lipid turnover in
Cunninghamella echinulata and Mortierella isabellina cultivated in multiple-limited media. Journal of Applied
Microbiology, 2004, 97, 867-874
Η παρούσα επιστημονική δημοσίευση ασχολείται με τη διαφορετική βιοχημική συμπεριφορά των Ζυγομυκήτων
Mortierella isabellina ATHUM 2935 και Cunninghamella echinulata ATHUM 4411, κατά την αύξηση τους και συσσώρευση και
αποικοδόμηση αποταμιευτικού λίπους εντός του μυκηλίου τους, όταν αυτοί αναπτύσσονται σε ασυνεχείς (κλειστές)
καλλιέργειες με μόνη πηγή άνθρακα τη γλυκόζη σε συνθήκες περιοριστικές ως προς το εξωκυτταρικό άζωτο. Αμφότεροι οι
μικροοργανισμοί αφομοιώνουν κατά τρόπο σχεδόν αντίστοιχο το εξωκυτταρικό αμμωνιακό άζωτο (πλήρης έλλειψη αυτού από
την καλλιέργεια 40-50 h μετά από τον εμβολιασμό). Κατά τον ίδιο τρόπο, η μείωση της αναπνευστικής δραστηριότητας
(μέσω της κινητικής της εξέλιξης του ειδικού ρυθμού κατανάλωσης οξυγόνου – qO2) ήταν απολύτως εξαρτώμενη με τον
περιορισμό του μέσου καλλιέργειας σε εξωκυτταρικό αμμώνιο. Παρόλα αυτά, έναυσμα για τη συσσώρευση λίπους δόθηκε
αμέσως μετά την έλλειψη αζώτου για το μύκητα Mortierella isabellina ενώ σύνθεση λίπους στον μύκητα Cunninghamella echinulata
άρχισε με αξιοσημείωτη καθυστέρηση (περίπου 200 h μετά από τον εμβολιασμό). Μελέτη της ενεργότητας των ενζύμων
NAD+-ισοκιτρική αφυδρογονάση (ICDH) και NADP+-ICDH στο ελεύθερο κυττάρων ενδοκυτταρικό υγρό κατέδειξε ότι η
σύνθεση του λίπους άρχιζε μόνο όταν η ενεργότητα αυτών των δυο ενζύμων ήταν μηδενική. Ως εκ τούτου τεκμαίρεται ότι η
ενεργότητα των ισοκιτρικών αφυδρογονασών είναι απολύτως εξαρτώμενη από την παρουσία αζώτου για το μύκητα Mortierella
isabellina και όχι για τον Cunninghamella echinulata. Το εύρημα αυτό είναι σημαντικό διότι η βιβλιογραφία των ελαιογόνων
μικροοργανισμών συνήθως αναφέρει ότι έναυσμα για τη σύνθεση λίπους δίδεται κατόπιν περιορισμού της ενεργότητας των
43
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
ισοκιτρικών αφυδρογονασών η οποία λαμβάνει χώρα αμέσως μετά από την έλλειψη αζώτου στο μέσο της καλλιέργειας.
Περαιτέρω, παρατηρήθηκε από τα δεδομένα των καλλιεργειών ότι ο μύκητας Mortierella isabellina αφομοίωνε πολύ
γρηγορότερα τη γλυκόζη σε σχέση με το μύκητα Cunninghamella echinulata, ενώ μετά από το πέρας αφομοίωσης της γλυκόζης
ο πρώτος (Mortierella isabellina) αποικοδομούσε τα ενδοκυτταρικά λιπίδια του προς δημιουργία ελεύθερης-λίπους (lipid-free)
βιομάζας, όχι όμως ο δεύτερος (Cunninghamella echinulata). Σημειώνεται επίσης, ότι η αύξηση του μύκητα Mortierella isabellina
στη γλυκόζη χρησιμοποιούμενη ως μόνη πηγή άνθρακος συνοδευόταν πάντα από σαφώς μεγαλύτερη παραγωγή συνολικής
βιομάζας και κυτταρικού λίπους σε σχέση με τον Cunninghamella echinulata, καθώς επίσης και από υψηλότερους συντελεστές
βιομετατροπής υποστρώματος προς βιομάζα και υποστρώματος προς ενδοκυτταρικά λιπιδιακά αποθέματα. Περαιτέρω, το
γεγονός της αποικοδόμησης του ενδοκυτταρικού λίπους από το μύκητα Mortierella isabellina αποδόθηκε στο γεγονός ότι το
μέσο καλλιέργειας εξακολουθούσε να είναι πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά, και ως εκ τούτου το αναπληρωματικό
βιοσυνθετικό μονοπάτι του γλυοξυλικού οξέος, δια μέσου του οποίου αποικοδομείτο το κυτταρικό λίπος προς ελεύθερηλίπους βιομάζα ήταν ενεργό. Τω όντι, σε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν έχοντας ως περιοριστικά στοιχεία πέρα του
αζώτου και το μαγνήσιο ή στοιχεία προερχόμενα από το εκχύλισμα ζύμης, δείχθηκε ότι η αποικοδόμηση του κυτταρικού
λίπους μετά από το πέρας της κατανάλωσης της γλυκόζης μπορεί να κατασταλεί (repressed) σχεδόν εξ ολοκλήρου. Κατά τον
αντίθετο τρόπο, ο μύκητας Cunninghamella echinulata μετά από το πέρας της κατανάλωσης της γλυκόζης δεν αποικοδομούσε τα
λιπίδια του, πιθανώς λόγω έκκρισης στο μέσο της καλλιέργειας παραγόντων που δημιουργούσαν χηλικά σύμπλοκα (chelating
agents). Εξ αρχής εμπλουτισμός του μέσου αύξησης με άλατα μαγνησίου ή σιδήρου ή ακόμη και εμπλουτισμός της
καλλιέργειας με τα άλατα αυτά μεσούσης της αύξησης, είχε ως απόρροια ο μικροοργανισμός να αποικοδομήσει το
αποθηκευμένο έλαιο του. Η ανάλυση του κυτταρικού ελαίου σε λιπαρά οξέα έδειξε ότι το παραγόμενο γ-λινολενικό οξύ ήταν
ανάλογο της ελεύθερης λίπους βιομάζας που δημιουργείτο, για αμφότερους τους μύκητες. Επίσης, δείχθηκε ότι η
συγκέντρωση του γ-λινολενικού οξέος στα λιπιδιακά αποθέματα του μύκητα Mortierella isabellina ήταν σταθερή (3.5±1.0%,
κ.β.) σε όλες τις φάσεις του αυξητικού κύκλου. Τούτο όμως δεν συνέβη για το μύκητα Cunninghamella echinulata δοθέντος του
γεγονότος ότι στα αρχικά στάδια της αύξησης η συγκέντρωση του γ-λινολενικού οξέος ήταν 14.0±1.0 % κ.β., όταν ποσότητες
λίπους συγκεντρώνονταν στο μυκήλιο η συγκέντρωση έπεφτε στο 9.0±1.0 % κ.β., για να ξανα-αυξηθεί μετά το πέρας της
συσσώρευσης λίπους στο ποσοστό 15±1.0 % κ.β..
II.16. S. Papanikolaou, M. Fick and G. Aggelis. The effect of raw glycerol concentration on the production of
1,3-propanediol by Clostridium butyricum. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 2004, 79, 1189-1196
Η παρούσα επιστημονική δημοσίευση συνιστά συνέχεια των εργασιών II.3 και II.11 και σχετίζεται με τη μελέτη της
επίδρασης της συγκέντρωσης βιομηχανικής γλυκερόλης χρησιμοποιούμενης ως μόνης πηγής άνθρακα και ενέργειας στην
κινητική της αύξησης και της παραγωγής μεταβολικών προϊόντων (1,3-προπανοδιόλης, οξεικού οξέος και βουτυρικού οξέος)
από το βακτήριο Clostridium butyricum F2b καλλιεργούμενο σε κλειστές (batch) και μονοβάθμιες συνεχείς (single-stage
continuous) καλλιέργειες. Κατ’αρχήν, και ως συνέχεια της δημοσίευσης II.3 βρέθηκε ότι τόσο στα κλειστά όσο και στα
ανοιχτά συστήματα, αύξηση της αρχικής συγκέντρωσης γλυκερόλης είχε ως απόρροια αύξηση της τελικής συγκέντρωσης της
βιομάζας καθώς και όλων των μεταβολικών προϊόντων της ζύμωσης, και συνεπώς δεν τίθεται θέμα παρεμπόδισης της αύξησης
του βακτηρίου από το υπόστρωμα ή τα παραχθέντα μεταβολικά προϊόντα (κυρίως την 1,3-προπανοδιόλη και το βουτυρικό
οξύ) στις παρούσες συνθήκες καλλιέργειας. Παρόλα τούτα όμως, και σαφέστατα κυρίως σε ό,τι αφορά στα συνεχή συστήματα,
και για τις 7 καταστάσεις δυναμικής ισορροπίας που επιτεύχθηκαν με διαφορετικές αρχικές τιμές υποστρώματος στο δοχείο
εισόδου, η αύξηση της ποσότητας της γλυκερόλης προκαλούσε σαφή μείωση του συντελεστή απόδοσης βιομάζας (YX/S). Με
το δεδομένο ότι δεν τίθεται θέμα παρεμπόδισης της αύξησης του βακτηρίου, η υπόθεση που μπορεί να εξηγήσει το ανωτέρω
φυσιολογικό φαινόμενο είναι ότι αύξηση της συγκέντρωσης υποστρώματος έχει ως απόρροια κατεύθυνση του μεταβολισμού
προς τη σύνθεση οξεικού και βουτυρικού οξέος, με αποτέλεσμα απώλειες άνθρακα υπό μορφή CO2 μέσω της
44
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
φωσφοροκλαστικής αντίδρασης. Περαιτέρω, αναπτύχθηκε και ένα αυτόνομο αναλυτικό πρότυπο που συνέδεσε την παραγωγή
της βιομάζας και όλων των μεταβολικών προϊόντων με την παραγωγή CO2, με τη βοήθεια των συντελεστών CCO (X) και CCO (p).
2
2
Κατά τον τρόπο αυτό, η παραγωγή βιομάζας καθώς και των τριών μεταβολικών προϊόντων της ζύμωσης (1,3-προπανοδιόλη,
οξεικό οξύ και βουτυρικό οξύ) είναι θετικά ή αρνητικά σχετιζόμενη με την παραγωγή CO2 από το μικροοργανισμό. Η
προσαρμογή του ανωτέρω εμπειρικού προτύπου στα πειραματικά δεδομένα ήταν εξαιρετική, και έδειξε ότι η σχετική αύξηση
της συγκέντρωσης της 1,3-προπανοδιόλης στο δοχείο της καλλιέργειας κατά τις αυξανόμενες συγκεντρώσεις της γλυκερόλης,
ήταν μικρότερη σε σχέση με αυτή του οξεικού και κυρίως του βουτυρικού οξέος. Τούτο εξηγείται και βιοχημικώς, δεδομένου
ότι η βιοσύνθεση του οξεικού και του βουτυρικού οξέος συνοδεύονται από απώλεια CO2 μέσω της αντίδρασης
αποκαρβοξυλίωσης του πυροσταφυλικού οξέος, ενώ το μονοπάτι σύνθεσης του βουτυρικού οξέος είναι σε ανταγωνισμό με
αυτό της 1,3-προπανοδιόλης, δεδομένου ότι και τα δυο μονοπάτια αναγεννούν NADH2. Συμπερασματικώς, η δημοσίευση
αυτή σχετίζεται με την ανάπτυξη προτύπου που προβλέπει την επίδραση της βιομηχανικής γλυκερόλης (η οποία, όπως έχει
ειπωθεί, συνιστά ένα σημαντικό γεωργο-βιομηχανικό υποπροϊόν παραγόμενο σε διαρκώς αυξανόμενους ρυθμούς) στην αύξηση
και την παραγωγή μεταβολιτών από το βακτήριο Clostridium butyricum F2b. Καίτοι η σχετική αύξηση παραγωγής της 1,3προπανοδιόλης είναι μικρότερη σε σχέση με αυτή του οξεικού και κυρίως του βουτυρικού οξέος, οι τελικές επιτευχθείσες
συγκεντρώσεις 1,3-προπανοδιόλης για τις μονοβάθμιες συνεχείς καλλιέργειες είναι από τις υψηλότερες που έχουν αναφερθεί
στη Διεθνή βιβλιογραφία.
II.17. S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, I. Chevalot, M. Komaitis, I. Marc and G. Aggelis. Influence of
glucose and saturated free-fatty acid mixtures on citric acid and lipid production by Yarrowia lipolytica. Current
Microbiology, 2006, 52, 134-142
Η παρούσα επιστημονική δημοσίευση συνιστά συνέχεια των εργασιών II.7 και II.8 και σχετίζεται με τη μελέτη της
επίδρασης βιομηχανικών κεκορεσμένων ελευθέρων λιπαρών οξέων (στεαρίνη) και εμπορικής γλυκόζης (βιομηχανικό προϊόν
χαμηλής προστιθέμενης αξίας χρησιμοποιούμενο ως πρώτη ύλη σε διάφορες βιοτεχνίες παραγωγής γλυκών) στην αύξηση και
στην παραγωγή μεταβολικών προϊόντων (κυτταρικό λίπος και κιτρικό οξύ) από τη ζύμη Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109. Ο
μικροοργανισμός αυξήθηκε σε καλλιέργειες κλειστού τύπου σε φιάλες, το άζωτο σε κάθε περίπτωση συνιστούσε το
περιοριστικό στοιχείο της αύξησης ενώ οι συνθήκες καλλιέργειας ήταν πλήρως αερόβιες (ποσοστό κορεσμού σε οξυγόνο >
20%). Σε πρώτη φάση χρησιμοποιήθηκε η εμπορική γλυκόζη ως μόνη πηγή άνθρακα και ενέργειας και σε ορισμένες
περιπτώσεις το σακχαρούχο υπόστρωμα χρησιμοποιήθηκε σε πολύ υψηλές αρχικές συγκεντρώσεις (π. χ. 150 g/l). Παρά την
πολύ υψηλή αρχική συγκέντρωση, μεγάλη κυτταρική αύξηση παρατηρήθηκε, ο μικροοργανισμός δεν παρεμποδίστηκε από την
αυξημένη συγκέντρωση σακχάρου στο μέσο της καλλιέργειας, ενώ ικανοποιητικά ποσά κιτρικού οξέος παρήχθησαν
(συγκεντρώσεις μέχρι 42.9 g/l). Τα συνολικά κυτταρικά λιπίδια του μικροοργανισμού, των οποίων το ποσοστό ήταν σε κάθε
περίπτωση 5-9% κ.β. επί της ξηράς ουσίας, μελετήθηκαν και δείχθηκε ότι η αύξηση της συγκέντρωσης γλυκόζης στο μέσο της
αύξησης είχε ως απόρροια ελαφρά μείωση της συγκέντρωσης των ακόρεστων κυτταρικών λιπαρών οξέων. Όταν προτίθετο
στεαρίνη στο μέσο της καλλιέργειας ως συν-υπόστρωμα της γλυκόζης, σε ορισμένες περιπτώσεις η ποσότητα του
παραγόμενου λίπους αυξανόταν κατά τρόπο ουσιαστικό (μέχρι 20% κ.β. επί της ξηράς ουσίας). Ποσότητες ακόρεστων
λιπαρών οξέων σε κάθε περίπτωση ανιχνεύτηκαν στα ενδοκυτταρικά λιπιδιακά αποθέματα του μικροοργανισμού
υποδηλώνοντας κατ’αυτό τον τρόπο de novo βιοσύνθεση λιπαρών οξέων από τη γλυκόζη, και όχι μόνο ενσωμάτωση
(incorporation) των εξωκυτταρικών οξέων επί των ενδοκυτταρικών λιπιδιακών δομών. Η διεργασία de novo βιοσύνθεσης
λιπαρών οξέων αυξανόταν με την αύξηση της κατανάλωσης της γλυκόζης από το μικροοργανισμό. Περαιτέρω, τόσο η
καλλιέργεια στη γλυκόζη όσο και αυτή στα μίγματα γλυκόζης – στεαρίνης προσομοιώθηκε επιτυχώς με τη χρήση αριθμητικού
προτύπου τύπου Williams-Blackman. Έτσι, η ειδική ταχύτητα αύξησης μ μειωνόταν γραμμικώς σε σχέση με το διαθέσιμο
εξωκυτταρικό άζωτο το οποίο και συνιστούσε τον περιοριστικό παράγοντα της αύξησης ενώ αμφότερες οι ειδικές ταχύτητες
45
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
παραγωγής κιτρικού οξέος qCit και λίπους qL ήταν σταθερές καθ'όλη τη διάρκεια του αυξητικού κύκλου (προϊόντα μησυνδεδεμένα με τη μικροβιακή αύξηση). Στο πρότυπο το οποίο αναπτύχθηκε υπήρξε ικανοποιητική σύγκλιση μεταξύ των
αριστοποιημένων τιμών των παραμέτρων με αυτές οι οποίες προσδιορίστηκαν με βάση τα πειραματικά δεδομένα. Επίσης το
πρότυπο (σε συνάφεια με τα πειραματικά δεδομένα) έδειξε ότι η προσθήκη λίπους στο μέσο της καλλιέργειας είχε αρνητική
επίδραση τόσο στην ειδική ταχύτητα παραγωγής κιτρικού οξέος όσο και στο συντελεστή απόδοσης του παραγόμενου
κιτρικού οξέος προς την καταναλωθείσα γλυκόζη, ενώ ικανοποιητική συσσώρευση λίπους παρατηρήθηκε μόνο στην
περίπτωση κατά την οποία σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις στεαρίνης ευρίσκονταν στο μέσο της καλλιέργειας. Η παρούσα
δημοσίευση, συνεπώς, σχετίζεται με τη δυνατότητα πρόβλεψης της βιομετατροπής φθηνών πρώτων υλών (εμπορική γλυκόζη
και βιομηχανικό παράγωγο ζωικού λίπους) σε μικροβιακά μεταβολικά προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας (κιτρικό οξύ
και/ή λίπος προκατασκευασμένης σύστασης) με τη βοήθεια του στελέχους Yarrowia lipolytica.
ΙΙ.18. S. Fakas, S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis and G. Aggelis. Lipids of Cunninghamella
echinulata with emphasis to γ-linolenic acid distribution among lipid classes. Applied Microbiology and Biotechnology,
2006, 73, 676-683
Η παρούσα επιστημονική δημοσίευση σχετίζεται με τη μελέτη της επίδρασης του χρόνου ζύμωσης στα κυτταρικά
λιπίδια του Ζυγομύκητα Cunninghamella echinulata ATHUM 4411 όταν αυτός αυξήθηκε σε κλειστές καλλιέργειες με τον
άνθρακα ως περιοριστικό στοιχείο της αύξησης. Ως υπόστρωμα καλλιέργειας χρησιμοποιήθηκε υδρολυμένο στερεό
απόβλητο προερχόμενο από τη βιομηχανία μεταποίησης της τομάτας (Tomato waste hydrolysate – T.W.H.) το οποίο
εμπλουτίστηκε με άλατα. Η συγκέντρωση των σακχάρων του μέσου ήταν 10 g/l ενώ του συνολικού αζώτου 1.5 g/l, άρα όπως
αναφέρθηκε οι καλλιέργειες ήταν περιοριστικές σε άνθρακα. Το συνολικό (total) μικροβιακό λίπος (εκχύλισμα σε
χλωροφόρμιο/μεθανόλη 2/1) το οποίο συντέθηκε, για όλες τις φάσεις του αυξητικού κύκλου (στην ενδιάμεση εκθετική, στο
τέλος της εκθετικής καθώς και στη στάσιμη φάση) ήταν, όπως άλλωστε αναμενόταν, αρκετά περιορισμένο σε ποσότητα (5.08.2%, κ.β., επί της ξηράς μικροβιακής μάζας). Το μικροβιακό αυτό λίπος, αναλύθηκε και μελετήθηκε επισταμένως. Τα
λιπιδιακά κλάσματα και οι ανεξάρτητες λιπιδιακές τάξεις τόσο σε ποσότητα, όσο και σε σχετικές (relative) αναλογίες και σε
σύσταση σε λιπαρά οξέα παρουσίαζαν διαφοροποιήσεις αναλόγως με τον χρόνο της καλλιέργειας. Τα ουδέτερα λιπίδια (N)
αποτελούνταν κυρίως από τρι-γλυκερίδια (75-92%, κ.β. επί των συνολικών ουδετέρων λιπών) και σε πολύ μικρότερα ποσοστά
από δι- και μόνο-γλυκερίδια και εστέρες στερολών. Το ποσοστό των ουδετέρων λιπιδίων αύξανε σε συνάρτηση με το χρόνο
ζύμωσης, ενώ θα πρέπει να σημειωθεί ότι παρά το γεγονός ότι η σύσταση σε λιπαρά οξέα των συνολικών ουδετέρων λιπιδίων
δεν παρουσίαζε αξιοσημείωτες διαφοροποιήσεις σε συνάρτηση με το χρόνο ζύμωσης, οι εξατομικευμένες κλάσεις των N λιπών
διαφοροποιούνταν, σε μερικές δε περιπτώσεις κατά τρόπο σημαντικό (π. χ. αξιοσημείωτη αύξηση του ποσοστού του C16:0
και του
Δ6,9,12C18:3
– GLA στην κλάση των μονογλυκεριδίων). Το κλάσμα των γλυκολιπιδίων και σφιγκολιπιδίων (G+S)
αποτελείτο κυρίως από μονογλυκοσυλ-γλυκερόλη και διγλυκοσυλ-γλυκερόλη, το δε σακχαρούχο μέρος του ανωτέρω
κλάσματος κατά την ανάλυση και μελέτη του έδειξε μια μερική αντικατάσταση της γαλακτόζης με τη γλυκόζη όσο αυξανόταν
η ηλικία της καλλιέργειας. Το κλάσμα των φωσφολιπιδίων (P) έδειξε ότι οι κύριες τάξεις του ήταν η φωσφατιδυλο-χολίνη και η
φωσφατιδυλο-αιθανολαμίνη ακολουθούμενες σε μικρότερα ποσοστά από τις φωσφατιδυλο-ινοσιτόλη, φωσφατιδυλο-σερίνη και
δι-φωσφατιδυλο-γλυκερόλη. Η σύσταση σε λιπαρά οξέα του Ρ κλάσματος έδειξε μεγάλες διαφοροποιήσεις σε συνάρτηση με
το χρόνο ζύμωσης, έχοντας ως απόρροια αξιοσημείωτη μείωση του δείκτη ακορεστότητας όσο ο χρόνος περνούσε. Ενώ σε
όλες τις Ρ τάξεις κατά την ενδιάμεση εκθετική φάση το ποσοστό του GLA ήταν 20% κ.β., τούτο όσο περνούσε ο χρόνος
μειωνόταν στο 12-17% κ.β. με εξαίρεση τη φωσφατιδυλο-χολίνη, όπου εκεί το GLA διατηρούσε ή και επηύξανε το ποσοστό
του, υποδεικνύοντας το γεγονός ότι η φωσφατιδυλο-χολίνη ήταν η κύρια πηγή στην οποία εστεροποιείται το GLA κατά τη
βιοσύνθεση του στα κυτταρικά λιπίδια. Ανάλυση των κυτταρικών στερολών, τέλος, έδειξε ότι η εργοστερόλη ήταν η κύρια
στερόλη και το ποσοστό των στερολών αύξανε με την πάροδο του χρόνου.
46
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
II.19. S. Fakas, M. Galiotou-Panayotou, S. Papanikolaou, M. Komaitis and G. Aggelis. Compositional shifts in
lipid fractions during lipid turnover in Cunninghamella echinulata. Enzyme and Microbial Technology, 2007, 40, 13211327
Η παρούσα επιστημονική δημοσίευση σχετίζεται με τη μελέτη του φαινομένου της συσσώρευσης – αποικοδόμησης
λίπους από το Ζυγομύκητα Cunninghamella echinulata ATHUM 4411, κατά την αύξηση του σε υδρολυμένα παραπροϊόντα
τομάτας. Ο μύκητας αυξήθηκε σε εμπλουτισμένα με εμπορική γλυκόζη υδρολυμένα παραπροϊόντα τομάτας (αρχική
συγκέντρωση σακχάρων 100 g/l). Σημαντική ποσότητα λίπους παράχθηκε όταν το αφομοιώσιμο άζωτο εξαντλήθηκε, έναυσμα
δε για την αποικοδόμηση των λιπιδίων δόθηκε απ’ την εξάντληση και των σακχάρων απ’ το μέσο της καλλιέργειας. Όταν
ξεκίνησε η αποικοδόμηση των λιπιδίων είχαν παραχθεί 24.8 g/l ελεύθερης λιπιδίων βιομάζας και 7.8 g/l λιπιδίων. Όταν
ολοκληρώθηκε η αποικοδόμηση η περιεκτικότητα της ολικής βιομάζας σε λιπίδια μειώθηκε από 25% σε 14% κ.β.. Τότε
είχαν παραχθεί 28.0 g/l ελεύθερης λιπιδίων βιομάζας και είχαν μείνει ακατανάλωτα 4.4 g/l μικροβιακών λιπιδίων
(συντελεστής απόδοσης κυτταρικών λιπιδίων προς παραχθείσα ελεύθερη λιπιδίων βιομάζα 0.95 g/g). Ανάλυση των λιπιδιακών
κλασεων στις διάφορες φάσεις της μικροβιακής αύξησης έδειξε ότι στην έναρξη της φάσης της αποικοδόμησης ότι τα
ουδέτερα λιπίδια ήταν το κυριότερο συστατικό των συσσωρευμένων λιπιδίων. Τα τριγλυκερίδια ήταν το κυριότερο συστατικό
των ουδέτερων λιπιδίων, αφού βρέθηκαν σε ποσοστό 90%, ενώ τα διγλυκερίδια και μονογλυκερίδια βρέθηκαν σε μικρά
ποσοστά. Η ανάλυση των λιπιδίων μετά την ολοκλήρωση της αποικοδόμησης έδειξε ότι, κατά τη διάρκεια της
αποικοδόμησης, έγινε εκλεκτική αποικοδόμηση των ουδέτερων λιπιδίων, με ταυτόχρονη βιοσύνθεση πολικών λιπιδίων. Έτσι
το 60% των ουδέτερων λιπιδίων καταναλώθηκε στη φάση της αποικοδόμησης. Μεταξύ των κλάσεων των ουδέτερων λιπιδίων
παρατηρήθηκε εκλεκτική αποικοδόμηση των τριγλυκεριδίων, με το ποσοστό τους να μειώνεται κατά 74%. Αντίθετα, το
ποσοστό των άλλων δυο κλάσεων των ουδέτερων λιπιδίων, των διγλυκεριδίων και μονογλυκερίδιων, αυξήθηκε. Στο κλάσμα
των ουδέτερων λιπιδίων, κατά τη φάση της αποικοδόμησης, παρατηρήθηκε μείωση των συγκεντρώσεων των C16:0, C18:0 και
Δ9C18:1,
ενώ η συγκέντρωση των πολυακορέστων λιπαρών οξέων αυξήθηκε. Η ίδια τάση παρατηρήθηκε και στις επιμέρους
κλάσεις των ουδέτερων λιπιδίων, εκτός της κλάσης των μονογλυκεριδίων στην οποία οι συγκεντρώσεις των C18:0 και Δ9C18:1
παρέμειναν σταθερές. Αυτές οι μεταβολές είχαν σαν αποτέλεσμα την αύξηση του δείκτη ακορεστότητας των ουδέτερων
λιπιδίων και των κλάσεών τους. Ειδικότερα, εντός της κλάσης των διγλυκεριδίων η συγκέντρωση των πολυακορέστων λιπαρών
οξέων σχεδόν διπλασιάστηκε, με αποτέλεσμα ο δείκτης ακορεστότητας να αυξηθεί από 0.97 σε 1.48. Η σύσταση σε λιπαρά
οξέα των γλυκολιπιδίων και σφιγγολιπιδίων παρουσίασε μεγάλες μεταβολές κατά τη φάση της αποικοδόμησης. Τα πολύ υψηλά
ποσοστά των C16:0 και
Δ9C18:1
που παρατηρήθηκαν κατά τη συσσώρευση των αποθεματικών λιπιδίων μειώθηκαν, όπως και
το ποσοστό του C18:0, ενώ το ποσοστό του
Δ9,12C18:2
σχεδόν διπλασιάστηκε. Αξιοσημείωτο γεγονός ήταν και ο
πενταπλασιασμός της περιεκτικότητας των γλυκολιπιδίων και σφιγγολιπιδίων σε GLA. Επίσης, οι μεταβολές που
παρατηρήθηκαν στα φωσφολιπίδια έδειξαν ότι το ποσοστό των C16:0, C18:0 και Δ9C18:1 παρέμεινε σταθερό, το ποσοστό του
Δ9,12C18:2
μειώθηκε και αυτό του GLA αυξήθηκε. Περαιτέρω, στη φάση της συσσώρευσης το GLA κατανέμεται κυρίως στα
τριγλυκερίδια, ενώ τα πολικά λιπίδια περιέχουν ένα μικρό ποσοστό του ολικού GLA. Μετά την αποικοδόμηση των λιπιδίων
το ποσοστό του ολικού GLA που κατανέμεται στα τριγλυκερίδια υποδιπλασιάστηκε, ενώ το αντίστοιχο ποσοστό των πολικών
λιπιδίων αυξήθηκε κατακόρυφα. Η αύξηση αυτή οφείλεται είτε στη σύνθεση GLA κατά τη διάρκεια της αποικοδόμησης είτε
στη μεταφορά GLA από άλλα λιπίδια προς τα πολικά λιπίδια ή και στα δυο. Η παρούσα μελέτη συνεπώς δεικνύει με τρόπο
εμφατικό ότι υπάρχει μεγάλη διαφοροποίηση των κλάσεων των μικροβιακών λιπιδίων καθώς και των εξατομικευμένων λιπαρών
οξέων κατά τη διάρκεια της αποικοδόμησης του μικροβιακού αποθηκευτικού λίπους των ελαιογόνων μυκήτων, ενώ η παρούσα
εργασία είναι η πρώτη στη διεθνή βιβλιογραφία που μελετά τόσο ενδελεχώς τις κλάσεις και τάξεις των μικροβιακών λιπιδίων
κατά τη φάση συσσώρευσης και αποικοδόμησης λίπους.
47
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
II.20. S. Papanikolaou, I. Chevalot, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis, I. Marc and G. Aggelis. Industrial
derivative of tallow: a promising renewable substrate for microbial lipid, single-cell protein and lipase production
by Yarrowia lipolytica. Electronic Journal of Biotechnology, 2007, 10, 425-435
Στην παρούσα επιστημονική δημοσίευση, συνέχεια της ΙΙ.7, μελετήθηκε περαιτέρω σε καλλιέργειες φιαλών και βιοαντιδραστήρα η βιο-κινητική συμπεριφορά (κυτταρική αύξηση, κατανάλωση υποστρώματος, συσσώρευση λίπους, παραγωγή
εξωκυτταρικής λιπάσης) από τη ζύμη Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109 [LGAM S(7)1] όταν αυτή καλλιεργήθηκε σε θρεπτικό
μέσο το οποίο περιείχε στεαρίνη (ελεύθερα κεκορεσμένα βιομηχανικά λιπαρά οξέα ζωικής προέλευσης) ως μόνη πηγή
άνθρακα. Σε καλλιέργειες που έλαβαν χώρα σε κωνικές φιάλες, για δύο αρχικές συγκεντρώσεις στεαρίνης (10 και 20 g/l) και
ποικίλες συγκεντρώσεις αζώτου (θειϊκό αμμώνιο στο μέσο καλλιέργειας από 0.5 εως 10.0 g/l), βρέθηκε ότι η διεργασία
συσσώρευσης λίπους ήταν πρωτογενής αναβολική διεργασία, η οποία πραγματοποιείτο ανεξάρτητα από την παρουσία αζώτου
στο μέσο της καλλιέργειας. Παρόλα αυτά όμως, η συσσώρευση λίπους (τόσο σε απόλυτες τιμές – g/l, όσο και σε σχετικές
τιμές – % κ.β. επί ξηράς ουσίας) βρέθηκε αρνητικά συσχετιζόμενη με την αύξηση της εξωκυτταρικής διαθεσιμότητας σε
άζωτο. Αντίθετα, η συσσώρευση λίπους ευνοήθηκε από την αύξηση της συγκέντρωσης του λίπους στο μέσο της καλλιέργειας.
Υψηλές τιμές κυτταρικών λιπιδίων (περί τα 8.0 g/l, λίπος επί ξηρού 52% κ.β.) συντέθηκαν σε μέσα με υψηλή συγκέντρωση
στεαρίνης και χαμηλή συγκέντρωση αζώτου. Στις ανωτέρω βέλτιστες συνθήκες παραγωγής λίπους, συντεθήκαν εξωκυτταρικώς
περί τα 1.42 U/ml λιπάσης. Η έκκριση λιπάσης ευνοήθηκε ιδιαίτερα με την αύξηση τόσο της συγκέντρωσης στεαρίνης όσο
και αυτής του θειικού αμμωνίου φθάνοντας σε μέγιστες τιμές περί τα 2.5 U/ml. Περαιτέρω, τόσο η συσσώρευση λίπους όσο
και η παραγωγή βιομάζας και λιπάσης από το μικροοργανισμό, επηρεάστηκαν κατά τρόπο ιδιαίτερα σημαντικό κρίσιμο από
την ανάδευση και τον αερισμό της καλλιέργειας. Σε καλλιέργειες που πραγματοποιήθηκαν σε βιοαντιδραστήρα ο οποίος
εμφάνιζε υψηλότερη ανάδευση σε σχέση με τις φιάλες ενώ και ο κορεσμός σε οξυγόνο ήταν μεγαλύτερος, πραγματοποιήθηκε
πολύ αξιοσημείωτη διαφοροποίηση του μεταβολισμού με το ποσοστό του κυτταρικού λίπους επί της ξηράς μάζας να
μειώνεται από 52% σε 7-16% κ.β.. Μειωμένη ήταν και η παραγωγή της λιπάσης (0.95 έναντι 1.42 U/ml). Αντίθετα,
παρήχθησαν πολύ υψηλές συγκεντρώσεις βιομάζας (περί τα 30 g/l) με το συντελεστή απόδοσης του αναλωθέντος λίπους προς
την παραγόμενη βιομάζα (YX/S) να παίρνει εντυπωσιακές τιμές της τάξης των 1.5-1.6 g/g. Κατά τη στάσιμη φάση του
αυξητικού κύκλου, η συγκέντρωση (σε IU/ml) της παραγόμενης λιπάσης μειώθηκε. Η παραγωγή της βιομάζας, η ανάλωση
του βιομηχανικού λίπους και η παραγωγή και συνακόλουθη αποικοδόμηση της λιπάσης
κατά την καλλιέργεια του
μικροοργανισμού στο βιοαντιδραστήρα προτυποποιήθηκαν με τη βοήθεια αριθμητικών προτύπων. Tα αριθμητικά πρότυπα
που χρησιμοποιήθηκαν ήταν τύπου Williams-Blackman και Verhlust. Έτσι, η ειδική ταχύτητα αύξησης μ, είτε σχετιζόταν με
το διαθέσιμο εξωκυτταρικό λίπος το οποίο και συνιστούσε τον περιοριστικό παράγοντα της αύξησης (πρότυπο τύπου
Williams-Blackman), είτε σχετιζόταν με την πληθυσμιακή πυκνότητα της καλλιέργειας (πρότυπο τύπου Verhlust). Η
συσσώρευση στο μέσο της καλλιέργειας της λιπάσης θεωρήθηκε διεργασία συνδεδεμένη με τη μικροβιακή αύξηση, ενώ στο
πρότυπο περιγράφτηκε και η αποικοδόμηση της λιπάσης η οποία θεωρήθηκε ως ποσοτικώς σχετιζόμενη με τη συγκέντρωση
της βιομάζας στο βιοαντιδραστήρα. Αμφότερα τα εφαρμοζόμενα πρότυπα παρουσίασαν πολύ ικανοποιητική σύγκλιση με τα
πειραματικά δεδομένα, ενώ και η προβλεπτική (προρρητική) ικανότητα ήταν ικανοποιητική. Σε κάθε περίπτωση, το λίπος το
οποίο παράχθηκε από το μικροοργανισμό δεν ήταν πιο ακόρεστο σε σχέση με το υπόστρωμα άρα το σύστημα των
ενδοκυτταρικών αφυδρογονασών (Δ9 και Δ12) δεν ήταν λειτουργικό. Παρόλα αυτά, στην καλλιέργεια η οποία
πραγματοποιήθηκε στο βιοαντιδραστήρα φάνηκε η τάση να υπάρχουν ελαφρώς περισσότερο ακόρεστα ενδοκυτταρικά λιπαρά
οξέα σε σχέση με την καλλιέργεια στις φιάλες. Τέλος, η παρουσία λίπους στο μέσο αύξησης είχε ως απόρροια σχεδόν
αποκλειστική παρουσία του μικροοργανισμού υπό τη μορφή πραγματικού μυκηλίου. Στην παρούσα δημοσίευση
συμπερασματικώς, μελετήθηκε επισταμένως η βιομετατροπή της στεαρίνης, ενός φθηνού και υπό-χρησιμοποιούμενου
βιομηχανικού παραγώγου ζωικών λιπών, σε μικροβιακό λίπος, μικροβιακή πρωτεΐνη και μικροβιακή λιπάση. Όπως
αναφέρθηκε και πιο πάνω, σε λίγες περιπτώσεις έχουν χρησιμοποιηθεί αυτά τα παραπροϊόντα ως υποστρώματα από διαφόρους
48
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
μικροοργανισμούς, ενώ πληθώρα μικροβιακών μεταβολικών προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας μπορούν να παραχθούν
από αυτό το υποπροϊόν.
ΙΙ.21. S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, S. Fakas, M. Komaitis and G. Aggelis. Lipid production by
oleaginous Mucorales cultivated on renewable carbon sources. European Journal of Lipid Science and Technology,
2007, 109, 1060-1070
Η παρούσα επιστημονική δημοσίευση σχετίζεται με τη μελέτη του φαινομένου της βιοσύνθεσης λιπιδίων και
υδρολυτικών ενζύμων από τους μύκητες Cunninghamella echinulata ATHUM 4411 και Mortierella isabellina ATHUM 2935 όταν
αυτοί καλλιεργούνται σε υποστρώματα με βάση σύνθετα σάκχαρα. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας ως
υποστρώματα το εμπορικό άμυλο, την πηκτίνη μήλου την εμπορική λακτόζη και την εμπορική γλυκόζη (αρχική συγκέντρωση
σακχάρου 30 g/l). Κατ’αρχήν καλλιεργήθηκαν οι μικροοργανισμοί στη γλυκόζη, σε δυο αρχικές συγκεντρώσεις θειικού
αμμωνίου (1.0 ή 0.5 g/l) (ήτοι αρχικοί λόγοι C/N 55 και 100) και όπως αναμενόταν η καλλιέργεια με μεγαλύτερο περιορισμό
σε άζωτο (ήτοι λόγος C/N=100 moles/moles) οδήγησε σε μεγαλύτερη παραγωγή λίπους (τόσο σε απόλυτες τιμές όσο και σε
τιμές λίπους ανά g ξηράς ουσίας) για αμφότερα τα στελέχη. Ο μύκητας Cunninghamella echinulata εμφάνισε στη γλυκόζη
μέγιστο παραγόμενο μικροβιακό λίπος 3.2 g/l με ποσοστό λίπους επί ξηρού βάρους 35% κ.β. ενώ οι αντίστοιχες τιμές για το
μύκητα Mortierella isabellina ήταν 5.2 g/l και 48% κ.β.. Κατόπιν, πραγματοποιήθηκε καλλιέργεια σε αυτό το λόγο C/N για
αμφότερα τα στελέχη με υπόστρωμα το εμπορικό άμυλο, και ενώ η παραγωγή βιομάζας ήταν εξαιρετική (10-13 g/l για
αμφότερα τα στελέχη) το λίπος επί ξηράς ουσίας μειωνόταν (28% κ.β. για το μύκητα Cunninghamella echinulata, 36% κ.β. για
το μύκητα Mortierella isabellina). Η πηκτίνη μήλου και η εμπορική λακτόζη απετέλεσαν ικανοποιητικά υποστρώματα για το
μύκητα Mortierella isabellina και λιγότερο ικανοποιητικά για το μύκητα Cunninghamella echinulata, όμως πάντα το λίπος επί ξηράς
ουσίας (% κ.β.) ήταν λιγότερο σε σχέση με τα πειράματα στη γλυκόζη. Τούτο οφειλόταν στον πιο περιορισμένο ειδικό ρυθμό
ανάλωσης των σύνθετων υποστρωμάτων (qS) σε σχέση με την αύξηση στη γλυκόζη, που έχει ως απόρροια μικρότερο
ενδοκυτταρικό λόγο C/N στις περιπτώσεις των σύνθετων υποστρωμάτων σε σχέση με την αύξηση στη γλυκόζη. Το γεγονός
αυτό, οδηγεί σε μεταβολική μετάπτωση (shifting) και παραγωγή ελεύθερης λίπους βιομάζας (και συνεπώς συνολικής βιομάζας)
αντί για λίπος. Ο περιορισμένος ειδικό ρυθμό ανάλωσης των σύνθετων υποστρωμάτων (qS) οφείλεται στο γεγονός ότι η
έκκριση υδρολυτικών ενζύμων από αμφότερους τους μύκητες ήταν σχετικά μικρή. Έτσι παράχθηκαν 0.12 U/ml α-αμυλάσης
για το μύκητα M. isabellina και 0.92 U/ml για το μύκητα C. echinulata (τιμές 15-20 φορές μικρότερες από τις μέγιστες για
φυσικά στελέχη που παράγουν α-αμυλάση). Επίσης παράχθηκαν 1.2 U/ml πολυγαλακτορουνάσης για το μύκητα M. isabellina
και 1.62 U/ml για το μύκητα C. echinulata (τιμές πάντως σχετικά ικανοποιητικές, ήτοι 5-7 φορές μικρότερες από τις μέγιστες
τιμές για τα φυσικά στελέχη που παράγουν πολυγαλακτορουνάση). Τέλος, ο μύκητας M. isabellina παρήγαγε 0.005-0.01 U/ml
β-γαλακοσιδάσης (περί τις 50-100 μικρότερη τιμή από τις μέγιστες τιμές για τα φυσικά στελέχη που παράγουν βγαλακτοσιδάση). Αμφότερα τα στελέχη παρήγαγαν λιπίδια που περιείχαν σε διάφορα ποσά το λιπαρό οξύ γ-λινολενικό (3.512% κ.β., επί της συνολικής λιπαρής ύλης). Η σύσταση των ενδοκυτταρικών λιπαρών οξέων παρουσίαζε διαφοροποιήσεις
συναρτώμενες με τη φύση της πηγής άνθρακα. Η μέγιστη ποσότητα γ-λινολενικού οξέος που παράχθηκε ήταν κατά την
καλλιέργεια του μύκητα C. echinulata σε εμπορικό άμυλο χρησιμοποιούμενο ως μόνη πηγή άνθρακα με επιτευχθείσα τιμή 540
mg/l. Γενικά οι μέγιστες τιμές γ-λινολενικού οξέος που έχουν επιτευχθεί στη διεθνή βιβλιογραφία είναι περίπου διπλάσιες σε
σχέση με την παρούσα δημοσίευση (περί τα 1000 mg/l), όμως η παρούσα εργασία είναι η πρώτη στη διεθνή βιβλιογραφία η
οποία συσχετίζει την παραγωγή μικροβιακού λίπους με την δυνατότητα και «δυναμική» παραγωγής υδρολυτικών ενζύμων από
ελαιογόνους μύκητες.
ΙΙ.22. S. Papanikolaou, S. Fakas, M. Fick, I. Chevalot, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis, I. Marc and G.
Aggelis. Biotechnological valorisation of raw glycerol discharged after bio-diesel (fatty acid methyl-esters)
49
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
manufacturing process: production of 1,3-propanediol, citric acid and single cell oil. Biomass and Bioenergy, 2008,
32, 60-71
Η παρούσα επιστημονική δημοσίευση συνιστά συνέχεια των εργασιών ΙΙ.8, II.14 και II.16 και σχετίζεται με μια
ολοκληρωμένη μελέτη σχετιζόμενη με τη δυναμική της βιοτεχνολογικής αξιοποίησης της βιομηχανικής γλυκερόλης,
αποβλήτου προερχομένου κατά τη διεργασία παραγωγής βιοντήζελ, όταν το απόβλητο αυτό χρησιμοποιείται ως μόνη πηγή
άνθρακα και ενέργειας. Οι βιομετατροπές οι οποίες μελετήθηκαν στην παρούσα εργασία ήταν αυτές της γλυκερόλης σε 1,3προπανοδιόλη με χρήση του βακτηρίου Clostridium butyricum F2b, σε κιτρικό οξύ με χρήση της ζύμης Yarrowia lipolytica ACADC 50109 και της γλυκερόλης σε λίπος και γ-λινολενικό οξύ με χρήση του μύκητα Mortierella isabellina ATHUM 2935. Το
βακτήριο C. butyricum παρουσίασε υψηλή παραγωγή 1,3-προπανοδιόλης (47.1 g/l) καλλιεργούμενο σε κλειστές καλλιέργειες,
ενώ σε μονοβάθμιες συνεχείς καλλιέργειες, κατά την κατάσταση δυναμικής ισορροπίας, προστέθηκαν στο χημειοστάτη
(υψηλά) ποσά 1,3-προπανοδιόλης, προκειμένου να μελετηθεί ο μικροβιακός μεταβολισμός σε καταστάσεις μη-δυναμικής
ισορροπίας (transitory state). Παρά το γεγονός ότι σε κάποιες καλλιέργειες προστέθηκαν υψηλές συγκεντρώσεις 1,3προπανοδιόλης με αποτέλεσμα παρουσία πολύ υψηλών ποσών του συστατικού αυτού στο δοχείο καλλιλεργειας (84.2 g/l), το
βακτηριακό στέλεχος εμφάνισε αυξημένη ανθεκτικότητα αφού η συγκέντρωση βιομάζας παρέμενε σχεδόν σταθερή, χωρίς
τάσεις έκπλυσης (wash-out). Στα περιβάλλοντα με αυξημένη συγκέντρωση 1,3-προπανοδιόλης, παρατηρήθηκε μείωση του
συντελεστή απόδοσης βιομάζας (YX/S) και αντίστοιχη αύξηση αυτών του βουτυρικού και του οξεικού οξέος (YBut/S, YAc/S),
συνεπώς όπως και στα περιβάλλοντα υψηλής συγκέντρωσης γλυκερόλης παρατηρήθηκε «κατεύθυνση» του μεταβολισμού προς
τη σύνθεση οξεικού και βουτυρικού οξέος, με αποτέλεσμα απώλειες άνθρακα υπό μορφή CO2 μέσω της φωσφοροκλαστικής
αντίδρασης (βλ. εργασία II.16). Η καλλιέργεια του μικροοργανισμού σε διβάθμιο συνεχές σύστημα είχε ως απόρροια υψηλή
παραγωγή 1,3-προπανοδιόλης (43.5 g/l – συγκρινόμενη με τις καλύτερες τιμές της διεθνούς βιβλιογραφίας για τα συνεχή
συστήματα). Κατόπιν, μελετήθηκε η αύξηση της ζύμης Y. lipolytica σε καλλιέργειες που έλαβαν χώρα σε κωνικές φιάλες. Παρά
το γεγονός ότι το άζωτο ήταν ο περιοριστικός για την αύξηση παράγοντας, το στέλεχος δεν συσσώρευσε σημαντικές
ποσότητες λίπους (κυτταρικά λιπίδια 7-15% κ.β., επί ξηράς ουσίας – σε συνάφεια με την εργασία II.8). Επίσης, παρά το
γεγονός ότι πραγματοποιήθηκαν δοκιμές σε διάφορες αρχικές συγκεντρώσεις γλυκερόλης, και η αρχική συγκέντρωση ενίοτε
παρουσίαζε πολύ υψηλές τιμές (90-164 g/l), παρατηρήθηκε υψηλή παραγωγή βιομάζας ενώ δεν φάνηκε να εξασκείται
παρεμπόδιση εκ του υποστρώματος στη μικροβιακή αύξηση. Η γλυκερόλη καταναλώθηκε σε αξιοσημείωτα ποσά ενώ ο
περιορισμός του μέσου καλλιέργειας στο άζωτο οδήγησε στην εξωκυτταρική παραγωγή ποσοτήτων κιτρικού οξέος. Η μέγιστη
παραγωγή του κιτρικού οξέος (62.5 g/l) κατατάσσεται στις αρκετά ικανοποιητικές που έχουν αναφερθεί στη διεθνή
βιβλιογραφία. Υψηλός ήταν και ο συντελεστής βιομετατροπής (0.56 g κιτρικού οξέος ανά g αναλωθείσης γλυκερόλης). Παρά
το γεγονός ότι δεν αποθηκεύτηκαν ενδοκυτταρικώς υψηλά ποσά λιπιδίων, η σύσταση σε λιπαρά οξέα των ενδο-κυτταρικών
λιπιδίων προσδιορίστηκε για τις διάφορες φάσεις της αύξησης. Καίτοι η σύσταση σε λιπαρά οξέα των ενδο-κυτταρικών
λιπιδίων παρουσιάζει ομοιότητες για τις διάφορες φάσεις της αύξησης και τις διαφορετικές αρχικές συγκεντρώσεις γλυκερόλης
η τάση έδειξε ότι τα λιπίδια τα οποία παράγονται στις αυξανόμενες συγκεντρώσεις υποστρώματος είναι πιο πλούσια σε
ακόρεστα λιπαρά οξέα και δη στο παλμιτελαϊκό οξύ (Δ9C16:1) και φτωχότερα σε στεατικό και σε παλμιτικό οξύ. Τέλος, ο
μικροοργανισμός M. isabellina καλλιεργήθηκε σε υποστρώματα με βάση τη βιομηχανική γλυκερόλη και παρουσίασε αρκετά
υψηλή κυτταρική ανάπτυξη και συσσώρευση μικροβιακού λίπους. Η μέγιστη παραγωγή μικροβιακού λίπους που επιτεύχθηκε
(4.4 g/l) κατατάσσεται στις αρκετά ικανοποιητικές ειδικά σε σχέση με αύξηση μικροοργανισμών σε υποστρώματα τύπου
γλυκερόλης. Επίσης υψηλή ήταν και η συγκέντρωση του μικροβιακού λίπους επί ξηράς ουσίας (50% κ.β. επί ξηράς μάζας). Η
καλύτερη αρχική συγκέντρωση γλυκερόλης τόσο σχετικά με την παραγωγή βιομάζας όσο και με την παραγωγή μικροβιακού
λίπους ήταν της τάξεως των 100 g/l. Θα πρέπει να σημειωθεί πάντως ότι αξιοσημείωτα ποσά γλυκερόλης παρέμειναν
ακατανάλωτα στο μέσο της αύξησης, ενώ για μεγαλύτερες αρχικές συγκεντρώσεις γλυκερόλης παρατηρήθηκε παρεμπόδιση εκ
του υποστρώματος. Η μέγιστη συγκέντρωση γ-λινολενικού οξέος που παράχθηκε ήταν 120 mg/l (5-7 φορές χαμηλότερη από
50
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
τις μέγιστες τιμές της βιβλιογραφίας). Σημειώνεται ότι η εργασία αυτή είναι η δεύτερη στη διεθνή βιβλιογραφία που
σχετίζεται με παραγωγή φαρμακευτικής σημασίας λιπιδίων χρησιμοποιώντας τη γλυκερόλη ως υπόστρωμα. Συμπερασματικώς,
η παρούσα μελέτη κατέδειξε συνεπώς πέρα από την «τυπική» δυνατότητα βιομετατροπής της γλυκερόλης σε 1,3προπανοδιόλη, και άλλες ενδιαφέρουσες προσεγγίσεις της διεργασίας αυτής.
II.23. S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, S. Fakas, M. Komaitis and G. Aggelis. Citric acid production
by Yarrowia lipolytica cultivated on olive-mill wastewater-based media. Bioresource Technology, 2008, 99, 2419-2428
Στο επιστημονικό αυτό θέμα μελετήθηκε η παραγωγή κιτρικού οξέος κατά την αύξηση της ζύμης Yarrowia lipolytica
ACA-DC 50109 (LGAM S(7)1) όταν αυτή καλλιεργήθηκε σε συστήματα κλειστού τύπου (batch-flask cultures) με θρεπτικό
μέσο εμπλουτισμένο με Υγρά Απόβλητα Ελαιουργείων (Υ.Α.Ε.). Η μελέτη είχε διττό χαρακτήρα: τη χρήση των Υ.Α.Ε. τόσο
ως πηγή άνθρακα όσο και ως υγρό ζύμωσης προκειμένου να αυξηθεί ο μικροοργανισμός επί αυτών και να παράξει κιτρικό οξύ,
και την (ενδεχόμενη) ταυτόχρονη απορρύπανση (μείωση του φαινολικού περιεχομένου και του χρώματος) του αποβλήτου
κατά τη διάρκεια της ζύμωσης. Επειδή τα χρησιμοποιούμενα Υ.Α.Ε. δεν ήταν ιδιαίτερα πλούσια σε σάκχαρα (αντίθετα ήταν
πολύ πλούσια σε φαινολικά συστατικά), τα θρεπτικά μέσα εμπλουτίστηκαν με εμπορική γλυκόζη (το κύριο βιομηχανικό
χαμηλού κόστους προϊόν το οποίο χρησιμοποιείται στις βιομηχανίες ζαχαροπλαστικής). Σε πρώτη φάση έγιναν καλλιέργειες
σε θρεπτικά μέσα τα οποία περιείχαν σάκχαρα σε αρχική συγκέντρωση περί τα 30 g/l (τυπική συγκέντρωση σακχάρων σε
Υ.Α.Ε. τριφασικών συστημάτων διαχωρισμού) και ποικίλες συγκεντρώσεις φαινολικών συστατικών [τα Υ.Α.Ε. προστέθηκαν στο
μέσο καλλιέργειας σε λόγους από 0 (μάρτυρας) έως 50% κ.ο.]. Σε κάθε περίπτωση, και παρά την αυξημένη ποσότητα
φαινολικών συστατικών η οποία υπήρχε στα υψηλής συγκέντρωσης Υ.Α.Ε. μέσα (η μέγιστη συγκέντρωση φαινολικών
συστατικών έφτασε τα 2.0 g/l), η κυτταρική αύξηση ουδόλως παρεμποδίστηκε. Σε αντίστοιχο συμπέρασμα οδηγηθήκαμε κατά
την προσαρμογή των πειραματικών δεδομένων σε αριθμητικό πρότυπο τύπου Verhlust το οποίο εφαρμόστηκε. Σε επόμενο
στάδιο, πραγματοποιήθηκε καλλιέργεια σε θρεπτικό μέσο με αρχική συγκέντρωση σακχάρου 65 g/l (τυπική συγκέντρωση
αναγωγικών σακχάρων σε Υ.Α.Ε. τα οποία παράγονται κατά την εκχύλιση του ελαιολάδου χρησιμοποιώντας τα παραδοσιακά
συστήματα πιεστηρίων) στο οποίο προστέθηκαν Υ.Α.Ε. προκειμένου η αρχική συγκέντρωση φαινολικών συστατικών στο μέσο
καλλιέργειας να ήταν περί τα 2.0 g/l. Πραγματοποιήθηκε επίσης και καλλιέργεια μάρτυρα (κινητική χωρίς προσθήκη Υ.Α.Ε.).
Στις καλλιέργειες αυτές (αρχική συγκέντρωση σακχάρων 65 g/l) μελετήθηκε η παραγωγή της βιομάζας και του κιτρικού
οξέος, ενώ πραγματοποιήθηκε (όπως πριν) προσαρμογή των πειραματικών δεδομένων σε αριθμητικό πρότυπο τύπου Verhlust
το οποίο εφαρμόστηκε. Όπως αναμενόταν, η συσσώρευση στο μέσο της καλλιέργειας του κιτρικού οξέος ήταν δευτερογενής
αναβολική διεργασία μη-συνδεδεμένη με τη μικροβιακή αύξηση και πραγματοποιείτο όταν το εξωκυτταρικό αφομοιώσιμο
άζωτο είχε ήδη εξαντληθεί. Η ειδική ταχύτητα παραγωγής κιτρικού οξέος qCit, συνεπώς, ήταν σταθερή καθ'όλη τη διάρκεια
του αυξητικού κύκλου (qCit=β). Τα πειραματικά δεδομένα καθώς και οι αριστοποιημένες – προβλεπόμενες τιμές των
παραμέτρων οι οποίες ελήφθησαν από το πρότυπο έδειξαν ότι η παρουσία φαινολικών συστατικών στο μέσο της αύξησης
ευνόησε (τόσο σε απόλυτες τιμές – κιτρικό οξύ σε g/l, όσο και σε σχετικές τιμές – g κιτρικού οξέος ανά g αναλωθέντος
σακχάρου) την παραγωγή κιτρικού οξέος από το μικροοργανισμό. Επίσης, και η βιομάζα (σε απόλυτες τιμές – ξηρά μάζα σε
g/l) ήταν υψηλότερη στο πείραμα όπου προστέθηκαν Υ.Α.Ε.. Οι μέγιστες τιμές κιτρικού οξέος το οποίο παράχθηκε στο μέσο
όπου προστέθηκαν Υ.Α.Ε. ήταν 28.9 g/l με συντελεστή απόδοσης 0.53 g κιτρικού οξέος ανά g αναλωθέντος σακχάρου.
Περαιτέρω, η καλλιέργεια στα θρεπτικά μέσα στα οποία υπήρχαν Υ.Α.Ε. είχε ως αποτέλεσμα τη σύνθεση κυτταρικών λιπιδίων
από το μικροοργανισμό τα οποία ήταν σχετικά πιο ακόρεστα [πιο πλούσια σε ελαϊκό (Δ9C18:1) και παλμιτελαϊκό (Δ9C16:1)
οξύ] σε σχέση με την καλλιέργεια εν απουσία Υ.Α.Ε. από το μέσο. Η ζύμωση στα εμπλουτισμένα με γλυκόζη μέσα τα οποία
περιείχαν Υ.Α.Ε., πέρα από την ικανοποιητική παραγωγή βιομάζας και κιτρικού οξέος, συνοδεύτηκε από σχετική μείωση των
φαινολικών συστατικών (σε ποσοστό 10-15% κ.β.) και ικανοποιητική απαγωγή του χρώματος (σε ποσοστό 30-35%) σε σχέση
με το μη επεξεργασμένο απόβλητο. Τέλος, έγινε και βιολογική εκτίμηση της βιοδιεργασίας καθόσον μελετήθηκε η
51
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
τοξικότητα τόσο για τα ανεπεξέργαστα όσο και για τα επεξεργασμένα με το μικροοργανισμό εμπλουτισμένα με γλυκόζη
Υ.Α.Ε. επί των σπόρων του φυτού κάρδαμου (Lepidium sativum) και φάνηκε ότι καθ’όλη τη διάρκεια της ζύμωσης παρατηρείται
μείωση της τοξικότητας του αποβλήτου.
II.24. C.I.A. Belessi, S. Papanikolaou, E.H. Drosinos and P.N. Skandamis. Survival and acid resistance of
Listeria innocua in Feta cheese and yoghurt, in the presence or absence of fungi. Journal of Food Protection, 2008, 71,
742-749
Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να μελετηθεί η δυναμική επιβίωσης του βακτηρίου Listeria innocua κατά τη
διαδικασία αποθήκευσης δυο όξινων τροφίμων, της φέτας και της γιαούρτης, σε διάφορες θερμοκρασίες αποθήκευσης. Οι
θερμοκρασίες αποθήκευσης ποίκιλαν από 3 έως 15 °C. Η επιστημονική εργασία πραγματοποιήθηκε είτε όταν το στέλεχος του
μικροοργανισμού αυτού (στέλεχος 7510 S1) εμβολιάστηκε στα ανωτέρω τρόφιμα και μελετήθηκε η επίδραση της
θερμοκρασίας συντήρησης, του pH και της φυσικής μικροχλωρίδας των τροφίμων στην εξέλιξη και επιβίωση του βακτηρίου,
είτε όταν υπήρξε συν-εμβολιασμός του ανωτέρω στελέχους με "cocktail" μυκήτων ανηκόντων στα γένη Aspergillus sp. και
Penicillium sp.. Τα στελέχη των μυκήτων είχαν απομονωθεί από διάφορα γαλακτοκομικά προϊόντα, η δε συνεύρεση μυκήτων
και βακτηρίων σε διαφόρων ειδών τρόφιμα είναι πολύ πιθανή, αφού διάφοροι μύκητες χρησιμοποιούνται στην ωρίμανση
τροφίμων, ενώ και η μόλυνση των διαφόρων τροφίμων από μύκητες κατά τη διάρκεια της γραμμής παραγωγής στη
βιομηχανία είναι ιδιαιτέρως συνηθισμένη. Σε κάθε θερμοκρασία συντήρησης, ο μικροοργανισμός Listeria innocua παρουσίασε
αυξημένη επιβίωση στην φέτα σε σχέση με τη γιαούρτη, η δε τιμή του pH 5.0, θεωρήθηκε ως "ουδός" (threshold) πάνω από
την οποία ο ανωτέρω μικροοργανισμός εμφάνιζε μακροχρόνια και σταθερή επιβίωση εμφανίζοντας επίσης και ικανοποιητική
κυτταρική αύξηση. Στην περίπτωση κατά την οποία έλαβε χώρα συν-εμβολιασμός του ανωτέρω στελέχους με "cocktail"
μυκήτων, αρχικώς και για όλες τις θερμοκρασίες επώασης ο πληθυσμός του μικροοργανισμού L. innocua παρουσίαζε τάση
μείωσης (ειδικά για τις χαμηλές θερμοκρασίες επώασης). Κατόπιν άρχισε η κυτταρική αύξηση των μυκήτων. Η αύξηση αυτή
ήταν πιο εμφανής στην περίπτωση της φέτας, και πραγματοποιήθηκε γρηγορότερα στις υψηλότερες θερμοκρασίες επώασης
(15 έναντι 5 °C). Η αύξηση των μυκήτων είχε ως απόρροια αύξηση της τιμής του pH αμφοτέρων των τροφίμων. Λόγω της
αύξησης της τιμής του pH σε αμφότερα τα τρόφιμα (γιαούρτη και φέτα) ο πληθυσμός του μικροοργανισμού L. innocua
παρουσίασε σταθεροποιητική τάση από την 7η μέρα και μετά χωρίς περαιτέρω μείωση (για τις θερμοκρασίες επώασης των 5
και 10 °C), ενώ στη θερμοκρασία των 15 °C υπήρξε αύξηση του βακτηριακού πληθυσμού. Περαιτέρω, ενδιαφέρον εστιάστηκε
και στο γεγονός ότι η αύξηση των μυκήτων στα τρόφιμα συνοδεύτηκε και από αξιοσημείωτη αλλαγή στις συγκεντρώσεις των
οργανικών οξέων στα τρόφιμα. Έτσι, η αύξηση των μυκήτων συνοδεύτηκε από μια βαθμιαία μείωση της συγκέντρωσης του
γαλακτικού οξέος και μια ταυτόχρονη αύξηση του οξαλικού οξέος. Το οξαλικό οξύ είναι ένα οργανικό οξύ το οποίο
παράγεται σε εργαστηριακή κλίμακα βιοτεχνολογικά από τους μύκητες των γενών Aspergillus sp. (κυρίως) και Penicillium sp., η
δε παραγωγή του πραγματοποιείται σε pH των οποίων η τιμή ευρίσκεται μεταξύ των ορίων 4.0 και 6.0 (τιμές pH για τη
μελέτη μας). Έτσι η συσσώρευση οξαλικού οξέος στο τρόφιμο, ταυτοχρόνως με τη μέτρηση των αποικιών των μυκήτων έδειξε
την αύξηση της συγκέντρωσης των μυκήτων στα τρόφιμα. Όλα τα ανωτέρω ευρήματα συνεπώς δεικνύουν ότι αύξηση των
μυκήτων στην επιφάνεια της φέτας αλλά και της γιαούρτης ενδεχομένως θέτουν σε κίνδυνο την ασφάλεια των προϊόντων αυτών
καθόσον η αύξηση αυτή έχει ως απόρροια αύξηση του pH του τροφίμου και ενδεχόμενη επιβίωση παθογόνων βακτηρίων σε
αυτό.
ΙΙ.25. S. Fakas, M. Čertik, S. Papanikolaou, G. Aggelis, M. Komaitis and M. Galiotou-Panayotou. γ-Linolenic
acid production by Cunninghamella echinulata growing on complex organic nitrogen sources. Bioresource Technology,
2008, 99, 5986-5990
52
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Στην παρούσα επιστημονική δημοσίευση μελετήθηκε η συσσώρευση μικροβιακού λίπους σε δυο στελέχη του
μικροοργανισμού Cunninghamella echinulata (ATHUM 4411 και CCF-103) όταν διάφορα γεωργικά παραπροϊόντα
χρησιμοποιήθηκαν ως πηγές αζώτου και άνθρακα. Ο μύκητας C. echinulata ATHUM 4411 καλλιεργούμενος σε εμπλουτισμένο
με εμπορική γλυκόζη υδρολυμένο παραπροϊόν τομάτας παρήγαγε 17.6 g/l βιομάζας που περιείχε περίπου 40% κ.β. λίπος
επί ξηράς ουσίας. Περαιτέρω, ο μύκητας καλλιεργήθηκε σε υπόστρωμα με μοναδική πηγή άνθρακα και ενέργειας το
εμπλουτισμένο με άλατα μητρικό υδρόλυμα των παραπροϊόντων της τομάτας, με σκοπό να μελετηθεί η επίδραση της
διαθεσιμότητας του οργανικού αζώτου στην παραγωγή των μικροβιακών λιπιδίων. Επειδή το οργανικό άζωτο βρίσκεται στο
υδρόλυμα με τη μορφή μη αφομοιώσιμων πολυπεπτιδίων, η διαθεσιμότητα του οργανικού αζώτου πιθανόν να ελέγχεται απ’ τα
πρωτεολυτικά ένζυμα, τα οποία υδρολύουν τα πολυπεπτίδια προς αφομοιώσιμα ολιγοπεπτίδια. Ο μύκητας C. echinulata
αναπτύχθηκε επί του εμπλουτισμένου με άλατα υδρολύματος με τη μορφή διεσπαρμένου μυκηλίου και η ολική βιομάζα που
παράχθηκε έφτασε τα 17 g/l, αλλά η περιεκτικότητα της σε λιπίδια ήταν μόλις 4% κ.β. επί της ξηράς μάζας. Τα πρωτεολυτικά
ένζυμα παράχθηκαν στην αρχή της αύξησης και ήταν συνδεδεμένα στο μυκήλιο, αφού δεν ανιχνεύθηκε πρωτεολυτική
ενεργότητα στο μέσο καλλιέργειας. Άμεσο επακόλουθο της πρωτεόλυσης ήταν να καταστεί διαυγές το θολό αρχικά μέσο
καλλιέργειας περίπου 12 h μετά τον εμβολιασμό. Τελικώς, η δράση των πρωτεολυτικών ενζύμων είχε σαν αποτέλεσμα τον
εμπλουτισμό του μέσου καλλιέργειας με αφομοιώσιμες πηγές αζώτου (πεπτίδια και αμινοξέα), καθιστώντας το έτσι
ακατάλληλο για την παραγωγή μικροβιακών λιπιδίων (χαμηλός λόγος C/N). Στο τέλος της αύξησης προστέθηκε πυκνό
διάλυμα γλυκόζης με σκοπό την αύξηση της ποσότητας των παραγόμενων λιπιδίων. Η προσθήκη της γλυκόζης οδήγησε στην
παραγωγή ελεύθερης λιπιδίων βιομάζας, η οποία έφτασε τα 27.3 g/l στις 360 h, γεγονός που υπέδειξε την παρουσία θρεπτικών
συστατικών στο μέσο καλλιέργειας, σε ποσότητες ικανές να υποστηρίξουν τη μικροβιακή αύξηση. Ταυτόχρονα, παράχθηκε
και μια μικρή ποσότητα λιπιδίων που στις 340 h αποτελούσε το 12.5% της ολικής βιομάζας και αντιστοιχούσε σε 3.4 g/l
μικροβιακών λιπιδίων. Στη συνέχεια της αύξησης η περιεκτικότητα της βιομάζας σε λιπίδια μειώθηκε στο 9.9%. Η σύσταση
των λιπιδίων σε λιπαρά οξέα παρουσίασε δυο διακριτές φάσεις: μια πριν και μια μετά την προσθήκη της γλυκόζης. Κατά την
πρώτη φάση αυξήθηκε η περιεκτικότητα των λιπιδίων σε C16:0, ενώ η εκατοστιαία αναλογία των C18:0 και Δ9C18:1 παρέμεινε
σχεδόν σταθερή. Ταυτόχρονα, η περιεκτικότητα σε
Δ9,12C18:2
μειώθηκε με παράλληλη αξιοσημείωτη αύξηση της
περιεκτικότητας σε GLA, η οποία έφτασε το 25.2% (κ.β., επί των συνολικών λιπιδίων). Στη δεύτερη φάση η περιεκτικότητα
σε GLA μειώθηκε σημαντικά, φτάνοντας στο 12%, με παράλληλη αύξηση της περιεκτικότητας των C16:0, C18:0 και κυρίως
του
Δ9C18:1.
Η αναλογία των λιπιδιακών κλάσεων πριν την προσθήκη της γλυκόζης ήταν ουδέτερα λιπίδια/γλυκολιπίδια και
σφιγγολιπίδια/φωσφολιπίδια (NL/G+S/P) 45/35/20, ενώ μετά την προσθήκη μεταβλήθηκε σε 79/12/9. Έτσι, η
εκατοστιαία αναλογία ουδέτερα λιπίδια/ελεύθερη λιπιδίων βιομάζα εξαπλασιάστηκε (αυξήθηκε από 1.9% σε 11.3%), ενώ οι
αντίστοιχες αναλογίες γλυκολιπίδια και σφιγγολιπίδια/ελεύθερη λιπιδίων βιομάζα και φωσφολιπίδια/ ελεύθερη λιπιδίων
βιομάζα παρουσίασαν μικρή αύξηση από 1.48% σε 1.72% και από 0.85% σε 1.29%, αντίστοιχα.
ΙΙ.26. S. Fakas, S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis and G. Aggelis. Organic nitrogen of
tomato waste hydrolysate enhances glucose uptake and lipid accumulation in Cunninghamella echinulata. Journal of
Applied Microbiology, 2008, 105, 1062-1070
Η παρούσα επιστημονική δημοσίευση συνιστά συνέχεια των εργασιών ΙΙ.18 και ΙΙ.19 και σχετίζεται με τη μελέτη της
αύξησης και της συσσώρευσης λίπους από το Ζυγομύκητα Cunninghamella echinulata ATHUM 4411, κατά την αύξηση του σε
εμπλουτισμένα με γλυκόζη υδρολυμένα παραπροϊόντα τομάτας (Tomato waste hydrolysate – T.W.H.). Στην παρούσα
εργασία χρησιμοποιήθηκαν τριών διαφορετικών ειδών υγρά απόβλητα τα οποία περιείχαν ποικίλες τιμές αφομοιώσιμου
οργανικού αζώτου, ενώ οι καλλιέργειες πραγματοποιήθηκαν σε κλειστού τύπου συστήματα σε φιάλες (batch-flask
experiments). Έτσι χρησιμοποιήθηκε υγρό (απόβλητο) προερχόμενο από μίξη του στερεού υποπροϊόντος με H2SO4 και
αποστείρωση (το οποίο καλείται T.W.H.OR), υγρό με ολιγότερη συγκέντρωση πρωτεΐνης καθόσον στην ανωτέρω διαδικασία
53
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
έγινε καθίζηση πρωτεϊνών με άλκαλι, και τέλος υγρό στο οποίο δεν υπήρχαν καθόλου πρωτεΐνες καθόσον έγινε περαιτέρω
καταβύθιση αυτών με μεθανόλη. Το θρεπτικό μέσο εμπλουτίστηκε με γλυκόζη ποικίλων συγκεντρώσεων, στην παρούσα
εργασία συνεπώς μελετήθηκε η επίδραση της συγκέντρωσης της γλυκόζης και του οργανικού αζώτου στην αύξηση και τη
συσσώρευση λίπους από τον μικροοργανισμό C. echinulata ATHUM 4411. Η αύξηση του μύκητα σε υποστρώματα με σχετικά
χαμηλή περιεκτικότητα σε άζωτο (αρχικός λόγος C/N 21.3 – χρήση του T.W.H.OR), είχε ως απόρροια υψηλή συσσώρευση
λιπιδίων (λίπος περί τα 8.5 g/l, λίπος επί ξηράς ουσίας περί το 43% κ.β.), ενώ όταν μειωνόταν κατά λίγο η συγκέντρωση των
πρωτεϊνών (χρήση T.W.H. με καθίζηση πρωτεϊνών με άλκαλι) η συσσώρευση λίπους μειωνόταν δραματικά. Τα ανωτέρω
οφείλονται στο γεγονός ότι στην πρώτη περίπτωση η κατανάλωση της γλυκόζης ήταν πολύ μεγαλύτερη, και τούτο είχε ως
απόρροια υψηλότερο ενδοκυττατικό λόγο C.N και συνεπώς μεγαλύτερη συσσώρευση λίπους. Σε καλλιέργειες οι οποίες
πραγματοποιήθηκαν σε μέσα εμπλουτισμένα με γλυκόζη στα οποία ο λόγος C/N ήταν πολύ υψηλός (π. χ. C/N=139),
συσσωρεύτηκαν ποσότητες λίπους (π. χ. λίπος περί το 26% κ.β. επί ξηράς μάζας) οι οποίες πάντως ήταν μικρότερες σε σχέση
με το πείραμα με το χαμηλότερο λόγο C/N. Τούτο είναι σημαντικό εύρημα καθόσον πέρα από τα τυπικά της βιβλιογραφίας
(συσσώρευση λίπους μόνο σε θρεπτικά μέσα με υψηλό λόγο C/N), τεκμαίρεται ότι ειδικά στην περίπτωση κατά την οποία ο
μικροοργανισμός χρησιμοποιεί οργανικό άζωτο, η συσσώρευση λίπους επηρεάζεται ιδιαίτερα και από την ταχύτητα
αφομοίωσης του σακχάρου στο μέσο καλλιέργειας. Περαιτέρω, η γλυκόζη αντικαταστάθηκε από τη βιομηχανική γλυκερόλη
και πραγματοποιήθηκαν πειράματα σε T.W.Hs με διαφορετική διαθεσιμότητα αζώτου. Σε αντίθεση με την καλλιέργεια στη
γλυκόζη, η αφομοίωση της γλυκερόλης ήταν σχεδόν ταυτόσημη στις δυο διαφορετικές αρχικές συγκεντρώσεις πρωτεΐνης που
χρησιμοποιήθηκαν, ενώ η συσσώρευση λίπους όταν η γλυκερόλη χρησιμοποιείτο ως συν-υπόστρωμα ήταν ικανοποιητική
(λίπος περί τα 3.8-4.4 g/l, λίπος επί ξηράς μάζας περί τα 25-30% κ.β.). Παραδόξως, όταν η αρχική συγκέντρωση γλυκερόλης
ξεπερνούσε τα 60 g/l, παρατηρείται ανάσχεση της μικροβιακής αύξησης. Η ανάλυση τέλος, των διαφόρων λιπιδιακών
κλασμάτων έδειξε ότι στην περίοδο της συσσώρευσης του μικροβιακού λίπους, συσσωρεύτηκαν κυρίως ουδέτερα κλάσματα,
τα οποία αναλώθηκα κατά προτεραιότητα στην περίοδο της αποικοδόμησης των μικροβιακών λιπιδιακών αποθεμάτων. Κατά
την ισόρροπη φάση της αύξησης, το ποσοστό του λιπαρού οξέος γ-λινολενικού (GLA) αυξανόταν. Κατά την περίοδο της
συσσώρευσης λίπους η συγκέντρωση του GLA μειωνόταν, για να αυξηθεί εκ νέου στην περίοδο της αποικοδόμησης των
λιπιδιακών αποθεμάτων. Η μέγιστη συγκέντρωση GLA επιτεύχθηκε όταν ο λόγος C/N ήταν 21.3 (χρήση του T.W.H.OR) με
τη γλυκόζη χρησιμοποιούμενη ως συμπληρωματικό υπόστρωμα, και GLA της τάξης του 1 g/l παράχθηκε. Η τιμή αυτή είναι
υψηλή και συγκρινόμενη με τις ικανοποιητικότερες τιμές της διεθνούς βιβλιογραφίας. Η παρούσα μελέτη συνεπώς κατέδειξε
ότι η συσσώρευση λίπους επηρεαζόταν κατά τρόπο σημαντικό από την ταχύτητα αφομοίωσης του σακχάρου από το μέσο
καλλιέργειας, ενώ η αρχική τιμή του λόγου C/N δεν είχε τόσο σημαντικό ρόλο στη συσσώρευση λίπους. Η βιομηχανική
γλυκερόλη, απόβλητο της διεργασίας παραγωγής βιοντήζελ, μπορεί να αποτελέσει ένα ικανοποιητικό συν-υπόστρωμα των
υδρολυμένων παραπροϊόντων της βιομηχανίας τομάτας για την παραγωγή υψηλής διατροφικής αξίας λιπιδίων πλούσιων σε
GLA.
II.27. S. Papanikolaou, O. Gortzi, E. Margeli, I. Chinou, M. Galiotou-Panayotou and S. Lalas. Effect of Citrus
essential oil addition upon growth and cellular lipids of Yarrowia lipolytica yeast. European Journal of Lipid Science
and Technology, 2008, 110, 997-1006
Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η επίδραση του αιθερίου ελαίου προερχόμενου από το φυτό Citrus sinensis cv New
Hall-Citrus aurantium στη φυσιολογική συμπεριφορά της ζύμης Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109, όταν αυτή αναπτύχθηκε σε
ασυνεχή καλλιέργεια με μόνη πηγή άνθρακα τη βιομηχανική γλυκόζη, σε συνθήκες περίσσειας αζώτου και με προσθήκη του
αιθερίου ελαίου σε διάφορες συγκεντρώσεις. Με την ανάλυση του αιθερίου ελαίου με αέριο χρωματογραφία – φασματογραφία
μάζας, προσδιορίστηκαν 44 ουσίες από τις οποίες η λιμονίνη ήταν το κύριο συστατικό του ελαίου αυτού, ενώ δεν
ανιχνεύτηκαν λιπαρά οξέα. Κατά την καλλιέργεια, παρατηρήθηκε αξιόλογη παρεμπόδιση της μικροβιακής αύξησης τόσο σε
54
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
σχέση με την παραγωγή βιομάζας όσο και σε σχέση με το συντελεστή απόδοσης της βιομάζας προς τη γλυκόζη. Σε όλες τις
καλλιέργειες παρατηρήθηκε πτώση του pH του θρεπτικού υλικού, υποδεικνύοντας την παραγωγή οργανικών οξέων. Το βασικό
οργανικό οξύ που παράχθηκε ήταν το οξικό οξύ σε σχετικά μικρές ποσότητες, ενώ δεν ανιχνεύτηκε κιτρικό οξύ. Με την
αυξηση της συγκέντρωσης του αιθερίου ελαίου στο θρεπτικό υλικό, αυξήθηκε στα κυτταρικά λιπίδια, το ποσοστό των
κορεσμένων λιπαρών οξέων με ενδιάμεση ανθρακική αλυσίδα (C12:0 και C14:0) και μειώθηκε αυτό των ακόρεστων. Τα
αποτελέσματα της εργασίας αυτής δείχνουν ότι διάφορα φυσικά προϊόντα μπορεί να επηρεάσουν την ανάπτυξη ορισμένων
μικροοργανισμών και να οδηγήσουν στην αύξηση ή στη μείωση ή στην τροποποίηση διάφορων μεταβολιτών τους ώστε να
αποκτήσουν ορισμένες επιθυμητές ιδιότητες. Αυτό είναι σημαντικό ιδιαίτερα όταν πρόκειται για μικροοργανισμούς
βιοτεχνολογικού ενδιαφέροντος, στους οποίους μπορεί να κατευθυνθεί ο μικροβιακός μεταβολισμός ώστε να παραχθούν για
παράδειγμα λιπίδια με ιδιαίτερη σύσταση ή/και δομή, όπως μικροβιακό λίπος ανάλογο με το βούτυρο του κακάο (cocoabutter substitute).
II.28. S. Fakas, I. Papapostolou, S. Papanikolaou, C.D. Georgiou and G. Aggelis. Susceptibility to peroxidation
of the major mycelial lipids of Cunninghamella echinulata. European Journal of Lipid Science and Technology,
2008, 110, 1062-1067
Στην παρούσα επιστημονική εργασία μελετήθηκε η κατανομή των υδρο-υπεροξειδίων μεταξύ των λιπιδιακών
κλάσεων (ουδέτερα λιπίδια/γλυκολιπίδια και σφιγγολιπίδια/φωσφολιπίδια – NL/G+S/P) του ζυγομύκητα Cunninghamella
echinulata ATHUM 4411, κατά την αύξηση του σε υδρολυμένα παραπροϊόντα τομάτας (Tomato waste hydrolysate – T.W.H.)
εμπλουτισμένα με άλατα. Στις καλλιέργειες δεν προστέθηκε συμπληρωματική γλυκόζη, καθόσον ήταν επιθυμητό η αύξηση να
πραγματοποιηθεί σε συνθήκες που δεν ευνοούσαν τη λιποσυσσώρευση. Τα θρεπτικά μέσα που χρησιμοποιήθηκαν (T.W.H.)
περιείχαν ~10 g/l σακχάρων και ~10 g/l πρωτεΐνης. Όπως αναμενόταν, η συσσώρευση λιπιδίων ήταν περιορισμένη σε όλες
τις φάσεις του αυξητικού κύκλου (<10% κ.β. σε όλες τις φάσεις), ενώ η συγκέντρωση των NL αυξανόταν όσο χωρούσε η
ζύμωση, σε αντιδιαστολή με τα G+S και τα P. Τα κύρια λιπαρά οξέα του μικροβιακού λίπους ήταν το ελαϊκό, το παλμιτικό,
το λινελαϊκό και το γ-λινολενικό οξύ, με τη συγκέντρωση του ελαϊκού οξέος να μειώνεται στην όψιμη εκθετική φάση, αλλά να
αυξάνεται εκ νέου στη στάσιμη φάση της αύξησης, και το λινελαϊκό οξύ να εμφανίζει ακριβώς αντίστροφη τάση. Από την άλλη
πλευρά, τα υδρο-υπεροξείδια αυξήθηκαν στα συνολικά μικροβιακά λιπίδια από 3.86×10–
σε 7.05×10–
2
2
μmol/mg
ελεύθερης λίπους βιομάζας μεταξύ της εκθετικής και της στάσιμης φάσης της αύξησης. Σε ό,τι αφορά τις λιπιδιακές κλάσεις, η
κλάση των NL παρουσίαζε μια διακύμανση στα υδρο-υπεροξείδια κατά τις φάσεις της αύξησης (από 0.78×10–
4
μέχρι
5.0×10– 4 μmol/mg λίπους), με τις κλάσεις των G+S και κυρίως των P να παρουσιάζουν τη μέγιστη συγκέντρωση σε υδρουπεροξείδια (π.χ. για τα G+S η συγκέντρωση των υδρο-υπεροξειδίων βρισκόταν μεταξύ των τιμών ~14-18×10– 4 μmol/mg
λίπους). Ειδικά, στην κλάση των φωσφολιπιδίων, τα υδρο-υπεροξείδια αυξήθηκαν από 4.6×10–
4
σε 38.0×10–
4
μmol/mg
λίπους, από τη μέση εκθετική μέχρι τη στάσιμη φάση της αύξησης, υποδεικνύοντας ότι αυτή η λιπιδιακή κλάση ήταν η πιο
επιδεκτική σε οξείδωση κατά την αύξηση του μικροοργανισμού. Σε ό,τι αφορά τα εξατομικευμένα φωσφολιπίδια, η
φωσφατιδιλο-χολίνη και η φωσφατιδιλο-αιθανολαμίνη περιείχαν τα μεγαλύτερα ποσά των υδρο-υπεροξειδίων. Παρόλα αυτά,
θα πρέπει να σημειωθεί ότι κατά τις διάφορες φάσεις του αυξητικού κύκλου, η ακορεστότητα σε λιπαρά οξέα των NL, G+S
και
P
BDI =
κλάσεων
εκφραζόμενη
μέσω
του
δείκτη
διπλών
δεσμών
(Double
bond
index
–
DBI,
όπου
2 ´ C18 : 2% + 3 ´ C18 : 3%
), δεν άλλαζε αξιοσημείωτα, υποδεικνύοντας ότι τουλάχιστον για το μύκητα C.
100
55
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
echinulata, κυρίως η λιπιδιακή κλάση και όχι η ακορεστότητα των λιπαρών οξέων είναι ο παράγοντας ο οποίος σχετίζεται με
την επιδεκτικότητα του λίπους να υποστεί οξείδωση.
II.29. A. Beopoulos, Z. Mrozova, F. Thevenieau, M.T. Le Dall, I. Hapala, S. Papanikolaou, T. Chardot and
J.M. Nicaud. Control of lipid accumulation in the yeast Yarrowia lipolytica. Applied and Environmental
Microbiology, 2008, 74, 7779-7789
Στην παρούσα ερευνητική εργασία μελετήθηκε η βιοχημεία και η μοριακή βιολογία της αύξησης και της παραγωγής
μικροβιακών λιπιδίων μέσω της χρήσης άγριων και γενετικώς τροποποιημένων στελεχών της ζύμης Yarrowia lipolytica. Έτσι
χρησιμοποιήθηκε το άγριο στέλεχος Y. lipolytica W29 (ATCC 20460) και το γενετικώς τροποποιημένο στέλεχος Δgut2 στο
οποίο είχε πραγματοποιηθεί αποσιώποιηση του γονιδίου GUT2 το οποίο κωδικοποιεί στη σύνθεση του ενζύμου της G3P
αφυδρογονάσης, το οποίο είναι υπεύθυνο για τη μετατροπή της 3-P-γλυκερόλης σε DHA-P. Ως εκ τούτου, το γενετικώς
τροποποιημένο στέλεχος Δgut2 θεωρητικά θα έχει ένα αυξημένο ενδοκυτταρικό "pool" 3-P-γλυκερόλης, η οποία θα
χρησιμοποιείται απρόσκοπτα ως το υλικό εκκίνησης για τη σύνθεση του λυσο-φωσφατιδικού οξέος, που συνιστά το 1ο στάδιο
της ενδοκυτταρικής βιοσύνθεσης των τριγλυκεριδίων στις ζύμες μέσω του βιοχημικού μονοπατιού Kennedy. Δεδομένου δε
του γεγονότος ότι οι ελαιογόνοι μικροοργανισμοί και ειδικά οι ζύμες του είδους Y. lipolytica τελούν σε αποικοδόμηση των
συσσωρευμένων ενδοκυτταρικών λιπιδιακών αποθεμάτων τους κατά το στάσιμο στάδιο της αύξησης (βλ. επίσης εργασίες ΙΙ.7,
ΙΙ.10. ΙΙ.20), προκειμένου να αυξηθεί ακόμη περισσότερο η παραγωγή ενδοκυτταρικού λίπους, μια διπλή γενετική
τροποποίηση πραγματοποιήθηκε και έτσι πέρα της δημιουργίας του στελέχους Δgut2, δημιουργήθηκε και στέλεχος με
αποσιώποιηση και των POX γονιδίων που κωδικοποιούν στη σύνθεση των ακυλ-CoA οξειδασών, υπευθύνων για την
αποικοδόμηση του λίπους στους ελαιογόνους μικροοργανισμούς (στέλεχος Δgut2 – Δpox1-6). Καλλιέργειες σε αναδευόμενες
φιάλες των μικροοργανισμών W29, Δgut2 και Δgut2 – Δpox1-6 σε υποστρώματα με βάση τη γλυκόζη είχαν ως αποτέλεσμα
μικρή αύξηση στη συσσώρευση λίπους στους γενετικώς τροποποιημένους οργανισμούς. Η σύσταση των κυτταρικών λιπιδίων
παρουσίαζε ομοιότητες στα τρία στελέχη, με το λινελαϊκό οξύ να εμφανίζεται σε μεγαλύτερα ποσά. Από την άλλη πλευρά,
αύξηση σε θρεπτικά μέσα όπου υπήρχε ελαϊκό οξύ ως συν-υπόστρωμα της γλυκόζης, είχαν ως απόρροια μέγιστη σύνθεση
λίπους σε ποσοστό ~15% κ.β. για το στέλεχος W29, ενώ οι αντίστοιχες τιμές ήταν ~35% κ.β. και ~41% κ.β. για τα στελέχη
Δgut2 και Δgut2 – Δpox1-6, ενώ σε όλες τις περιπτώσεις οι μέγιστες τιμές βιομάζας ήταν περίπου ισοδύναμες. Περαιτέρω,
στο στέλεχος Δgut2 πραγματοποιήθηκε βιοαποικοδόμηση των λιπιδιακών αποθεμάτων κατά τη στάσιμη φάση του αυξητικού
κύκλου, όχι όμως για το Δgut2 – Δpox1-6. Ανάλυση σε λιπαρά οξέα των ενδοκυτταρικών λιπών για τα τρία στελέχη έδειξε
μεγάλη αύξηση της συγκέντρωσης του ελαϊκού οξέος. Τέλος, καλλιέργειες των στελεχών W29 και Δgut2 σε θρεπτικά
υποστρώματα όπου υπερκαθαρό (ultra-pure) ελαϊκό οξύ χρησιμοποιήθηκε ως συν-υπόστρωμα της γλυκόζης, είχαν ως
απόρροια αύξηση στο ποσοστό λίπους επί ξηράς μικροβιακής μάζας, με τιμές ~30% κ.β. για το στέλεχος W29 και ~50%
κ.β. για το στέλεχος Δgut2. Ποσοτική ανάλυση στις λιπιδιακές κλάσεις έδειξε σε συμφωνία με προηγούμενες εργασίες (βλ.
ΙΙ.5) όπου αύξηση συ υδρόφοβα υποστρώματα είχε ως αποτέλεσμα σύνθεση λιπιδίων με υψηλά ποσοστά σε ελεύθερα λιπαρά
οξέα. Συμπερασματικώς, η παρούσα μελέτη έδειξε τη σημασία της 3-P-γλυκερόλης στη διεργασία συσσώρευσης λιπιδίων για
τη ζύμη Y. lipolytica όταν υδρόφοβες ενώσεις (π.χ. ελαϊκό οξύ) χρησιμοποιούνται ως (συν)-υποστρώματα της μικροβιακής
αύξησης. Σημαντική επίσης ήταν και η χρήση διπλών μεταλλάξεων (στέλεχος τύπου Δgut2 – Δpox1-6) για περαιτέρω αύξηση
του ποσοστού λίπους επί της ξηράς μάζας της ζύμης Y. lipolytica, ενώ σημαντικό από πλευράς τεχνολογίας ήταν το εύρημα ότι
η σύνθεση λίπους εξαρτάται πολύ και από τη σύσταση σε λιπαρά οξέα του θρεπτικού μέσου (προς επιβεβαίωση των
ευρημάτων των εργασιών ΙΙ.5 και ΙΙ.13).
56
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
II.30. D. Sarris, Y. Kotseridis, M. Linga, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou. Enhanced ethanol
production, volatile compounds biosynthesis and removal of fungicide during growth of a newly isolated
Saccharomyces cerevisiae strain on enriched pasteurized grape musts. Engineering in Life Sciences, 2009, 9, 29-37
Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η κινητική συμπεριφορά ενός νέου στελέχους, Saccharomyces cerevisiae ΜΑΚ-1, κατά
την αύξηση του σε ασυνεχείς καλλιέργειες πάνω σε χυμό σταφυλής εμπλουτισμένου με εμπορικά σάκχαρα (εμπορική γλυκόζη
και φρουκτόζη) και με προσθήκη του μυκητοκτόνου quinoxyfen σε συγκεντρώσεις 0.4 και 2.4 mg/l. Ο σκοπός της μελέτης
ήταν διττός, βιοτεχνολογικός και οινολογικός: αφενός μεν να μελετηθεί η παραγωγή βιο-αιθανόλης σε υποστρώματα με πολύ
μεγάλη αρχική συγκέντρωση σακχάρων (π.χ. 250 g/l – high gravity fermentation media) αφετέρου δε να μελετηθεί η
δυνατότητα απαγωγής (removal) του μυκητοκτόνου κατά τη διεργασία της ζύμωσης. Το μυκητοκτόνο δεν παρεμπόδισε τη
μικροβιακή ανάπτυξη και παράχθηκαν αρκετά υψηλές ποσότητες βιομάζας (περί τα 10 g/l σε κάθε ζύμωση που
πραγματοποιήθηκε) με παράλληλη παραγωγή πολύ μεγάλων ποσοτήτων αιθανόλης (100-120 g/l), συγκρινόμενων με τις
υψηλότερες τιμές της διεθνούς βιβλιογραφίας για αυτού του είδους τη ζύμωση. Η προσθήκη του μυκητοκτόνου είχε μία πολύ
μικρή αρνητική επίδραση στη βιοσύνθεση της αιθανόλης τόσο σε ό,τι αφορά τη μέγιστη τιμή της όσο και το συντελεστή
βιομετατροπής των σακχάρων σε αιθανόλη, ενώ παρεμπόδισε τη βιοσύνθεση των πτητικών συστατικών που συμβάλλουν στο
αρωματικό δυναμικό του οίνου. Τέλος, κατά τη διάρκεια της βιοδιεργασίας επιτεύχθηκε πολύ ικανοποιητική απαγωγή του
μυκητοκτόνου, σε ποσοστό της τάξης 79-82% κ.β.. Τα πιο πάνω αποτελέσματα, αναδεικνύουν το νέο στέλεχος S. cerevisiae
ΜΑΚ-1 σε έναν δυναμικό μικροοργανισμό βιοτεχνολογικής σημασίας, καθ` όσον παράγει σημαντικότατες ποσότητες βιοαιθανόλης, ένα προϊόν υψηλής προστιθέμενης αξίας, ενώ, χωρίς να επηρεάζεται η ανάπτυξη του και η βιοσύνθεση της
αιθανόλης από την παρουσία στο θρεπτικό υλικό του quinoxyfen, ελαττώνει σημαντικά τη συγκέντρωση του μυκητοκτόνου
αυτού, συχνού στην αμπελουργική τεχνική και δημιουργού σοβαρών προβλημάτων στην ποιότητα του κρασιού, στο
περιβάλλον και στην υγεία του ανθρώπου,
II.31. S. Fakas, S. Papanikolaou, A. Batsos, M. Galiotou-Panayotou, A. Mallouchos and G. Aggelis. Evaluating
renewable carbon sources as substrates for single cell oil production by Cunninghamella echinulata and Mortierella
isabellina. Biomass and Bioenergy, 2009, 33, 573-580
Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η βιοχημική και κινητική συμπεριφορά δύο ελαιογόνων ζυγομηκήτων, των στελεχών
Mortierella isabellina ATHUM 2935 και Cunninghamella echinulata ATHUM 4411 κατά την ανάπτυξη τους σε ασυνεχή
καλλιέργεια, με μόνη πηγή άνθρακα την καθαρή (αναλυτική) ξυλόζη και τη βιομηχανική γλυκερόλη, απόβλητο της διεργασίας
παραγωγής βιολογικού πετρελαίου (βιοντήζελ). Καλλιέργειες πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας και την αναλυτική
γλυκόζη, η οποία θεωρείται το υπόστρωμα αναφορά για αυτές τις διεργασίες. Όλες οι ζυμώσεις πραγματοποιήθηκαν σε
περιοριστικές σε άζωτο συνθήκες, προκειμένου ο μεταβολισμός να κατευθυνθεί προς τη συσσώρευση ενδο-κυτταρικών
λιπιδίων. Και στους δύο μικροοργανισμούς, παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές ως προς τη διεργασία της συσσώρευσης των
λιπιδίων σε σχέση με την πηγή άνθρακα και γι αυτό υπήρξαν διαφορές στην παραγωγή λιπιδίων και βιομάζας. Η ξυλόζη,
έδωσε μεγάλη παραγωγή λιπιδίων και για τα δύο στελέχη, ενώ τα λιπίδια του μύκητα C. echinulata περιείχαν σημαντικότατες
ποσότητες γ-λινελαϊκού οξέος, του οποίου η μέγιστη συγκέντρωση ήταν 1119 mg ανά l καλλιέργειας. Τέλος, η γλυκερόλη
έδωσε χαμηλότερες τιμές λιπιδίων και βιομάζας και για τα δύο στελέχη, ενώ το στέλεχος M. isabellina είχε καλύτερες
αποδόσεις στην παραγωγή λιπιδίων. Τα πιο αποτελέσματα αναδεικνύουν το στέλεχος C. echinulata ATHUM 4411 σε έναν
δυναμικό μικροοργανισμό μεγάλης βιοτεχνολογικής σημασίας, για τη βιομετατροπή των αποβλήτων και παραπροιόντων που
περιέχουν ξυλόζη (τα οποία είναι άφθονα στη φύση π.χ. λιγνοκυτταρινούχα υλικά, τα οποία με απλή χημική υδρόλυση δίδουν
ένα υγρό πλούσιο σε ξυλόζη) σε μονοκυτταρικά λιπίδια με υψηλά ποσά γ-λινελαϊκού οξέος, ενός λιπαρού οξέος με ιδιαίτερα
σημαντικές διατροφικές και φαρμακευτικές ιδιότητες. Σημειώνεται επίσης ότι ο αριθμός των δημοσιεύσεων σχετιζόμενων με
τη βιομετατροπή της ξυλόζης σε μικροβιακά λιπίδια είναι πολύ περιορισμένος στη διεθνή βιβλιογραφία. Επίσης, από την
57
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
εργασία αυτή, το στέλεχος M. isabellina ATHUM 2935, αναδεικνύεται σε έναν δυναμικό μικροοργανισμό μεγάλης
βιοτεχνολογικής σημασίας, καθόσον παράγει αξιοσημείωτα ποσά λιπιδίων κατά την ανάπτυξη του στη βιομηχανική
γλυκερόλη, και δύναται συνεπώς να χρησιμοποιηθεί επιτυχώς για την ανακύκλωση της με απόρροια, ενδεχόμενη σημαντική
μείωση του κόστους παραγωγής βιοντήζελ.
II.32. S. Papanikolaou, A. Chatzifragkou, S. Fakas, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis, J.M. Nicaud and G.
Aggelis. Biosynthesis of lipids and organic acids by Yarrowia lipolytica strains cultivated on glucose. European
Journal of Lipid Science and Technology, 2009, 111, 1221-1232
Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η αξιολόγηση της βιοτεχνολογικής παραγωγής οργανικών οξέων από άγρια και
γενετικώς τροποποιημένα στελέχη της πολυμορφικής ζύμης Yarrowia lipolytica. Η γενετική τροποποίηση των στελεχών Y.
lipolytica αφορούσε στην μειωμένη έκφραση των γονιδίων σχετιζόμενων με την κωδικοποίηση διαφόρων ακυλ-CoA οξειδασών,
ενζύμων εμπλεκόμενων στον καταβολισμό των αλειφατικών αλυσίδων μέσω της διεργασίας της β-οξείδωσης. Όλες οι
καλλιέργειές πραγματοποιήθηκαν με πηγή άνθρακα την εμπορική γλυκόζη (αρχικής συγκέντρωσης 30 και 60 g/l) και το
άζωτο αποτέλεσε το περιοριστικό της αύξησης στοιχείο, προκειμένου να κατευθυνθεί ο μικροβιακός μεταβολισμός προς την
παραγωγή οργανικών οξέων ή/και μικροβιακού λίπους. Τα στελέχη που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη ήταν τα
άγρια στελέχη ACA-YC 5028, 5029, 5030, 5031, 5032, 5033 και LFMB15, τα γενετικώς τροποποιημένα στελέχη JMY 798
και JMY 794 και το άγριο στέλεχος από το οποίο προήλθαν, το W29. Όλες οι καλλιέργειες πραγματοποιήθηκαν σε
αναδευόμενες φιάλες. Κατά την καλλιέργεια των στελεχών της ζύμης Y. lipolytica σε γλυκόζη αρχικής συγκέντρωσης 30 g/l, το
κύριο οργανικό οξύ που παράχθηκε ήταν το κιτρικό οξύ, με μέγιστη παραγωγή τα 18 g/l από το άγριο στέλεχος W29 και με
συντελεστή απόδοσης 0.62 g ανά g αναλωθείσας γλυκόζης. Ικανοποιητικές ποσότητες κιτρικού οξέος στην ίδια συγκέντρωση
γλυκόζης παρήχθησαν από τα άγρια στελέχη ACA-YC 5028, 5029, 5030, 5033, καθώς επίσης και τα γενετικώς
τροποποιημένα JMY 798 και JMY 794 (8.2-17.2 g/l). Αντίθετα, τα στελέχη ACA-YC 5031, 5032 και LFMB15 δεν
παρήγαγαν αξιοσημείωτες ποσότητες κιτρικού οξέος (έως 2.8 g/l). Τα πιο ενδιαφέροντα από τα προηγουμένως αναφερόμενα
στελέχη, καλλιεργήθηκαν σε φιάλες με γλυκόζη ως υλικό εκκίνησης αρχικής συγκέντρωσης 60 g/l, προκειμένου να αυξηθεί η
παραγόμενη ποσότητα κιτρικού οξέος. Ωστόσο, τα κύρια οργανικά οξέα που παρήχθησαν ήταν τόσο το κιτρικό, όσο και το
οξικό οξύ, με εξαίρεση τα γενετικώς τροποποιημένα στελέχη JMY 798 και JMY 794 και το άγριο στέλεχος από το οποίο
προήλθαν W29, που παρήγαγαν μόνο κιτρικό οξύ. Η μέγιστη συγκέντρωση κιτρικού οξέος παρατηρήθηκε από το άγριο
στέλεχος W29 και ήταν ίση με 49 g/l, με συντελεστή απόδοσης 0.85g ανά g αναλωθείσας γλυκόζης, ενώ αξιοσημείωτα ποσά
κιτρικού οξέος παρήγαγαν τα άγρια στελέχη ACA-YC 5028, 5029, 5030, 5033 και τα γενετικώς τροποποιημένα JMY 798 και
JMY 794 (13.2-38.3 g/l). Όσον αφορά στο οξικό οξύ, την μέγιστη παραγωγή σημείωσε το άγριο στέλεχος ACA-YC 5029 με
24.1 g/l και συντελεστή απόδοσης 0.51 g ανά g καταναλωθείσης γλυκόζης. Επιπρόσθετα, μελετήθηκε το παραγόμενο
ενδοκυτταρικό λίπος των ανωτέρω στελεχών, ως προς την ποσότητα και την σύσταση του σε λιπαρά οξέα. Διαπιστώθηκε ότι η
αύξηση της συγκέντρωσης της πηγής άνθρακα, επέφερε παράλληλη αύξηση στην ενδοκυτταρική συγκέντρωση του λίπους (σε
% κ.β.), ενώ παρατηρήθηκε ανακατανάλωση του παραγόμενου λίπους κατά το στάσιμο στάδιο του αυξητικού κύκλου, ακόμα
και στην περίπτωση των γενετικά τροποποιημένων στελεχών. Γενικά, η μέγιστη ποσότητα ενδοκυτταρικού λίπους δεν
ξεπέρασε το 14% κ.β, ενώ τόσο το ολικό λίπος όσο και τα κύρια κλάσματα αυτού, περιείχαν κυρίως ακόρεστα λιπαρά οξέα
όπως ελαϊκό, λινελαϊκό, παλμιτελαϊκό, αλλά και παλμιτικό οξύ. Στις περισσότερες από τις περιπτώσεις το κλάσμα των
φωσφολιπιδίων βρέθηκε να είναι το πιο ακόρεστο από όλα τα κλάσματα. Τέλος, σε αρκετά από τα υπό διερεύνηση στελέχη
παρατηρήθηκε η επικράτηση μονοκυτταρικής μορφολογίας σε περιβάλλον χαμηλών συγκεντρώσεων γλυκόζης, ενώ η ύπαρξη
υψηλών συγκεντρώσεων γλυκόζης ευνόησε τον σχηματισμό ψευδομυκηλίου αλλά και πραγματικού μυκηλίου.
58
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
ΙΙ.33. A. André, A. Chatzifragkou, P. Diamantopoulou, D. Sarris, A. Philippoussis, M. Galiotou-Panayotou, M.
Komaitis and S. Papanikolaou. Biotechnological conversions of bio-diesel derived crude glycerol by Yarrowia
lipolytica strains. Engineering in Life Sciences, 2009, 9, 468-478
Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να αξιολογηθεί η ακάθαρτη γλυκερόλη, το κύριο απόβλητο της διεργασίας
παραγωγής βιοντήζελ ως πηγή άνθρακα στελεχών της πολυμορφικής ζύμης Yarrowia lipolytica, κατά την αύξηση τους σε
αναδευόμενες φιάλες υπό συνθήκες περιορισμού σε άζωτο. Οι συνθήκες αυτές (υψηλοί λόγοι C/N) επελέγησαν για να
ευνοηθεί η παραγωγή οργανικών οξέων ή/και μικροβιακών λιπιδίων από τα υπό μελέτη στελέχη. Είναι γνωστό ότι η
βιοσύνθεση των ως άνω προϊόντων είναι μη-συνδεδεμένη με την αύξηση αναβολική διεργασία, η οποία επισυμβαίνει σε
περιοριστικές σε άζωτο συνθήκες. Τα στελέχη τα οποία μελετήθηκαν ήταν τα άγρια προσφάτως απομονωμένα Y. lipolytica
στελέχη LFMB 19, LFMB 20 και ACA-YC 5033. Σε πρώτη φάση, επελέγη αρχική συγκέντρωση γλυκερόλης 30 g/l με
υψηλό λόγο C/N και παρά το γεγονός ότι οι συνθήκες ευνοούσαν την παραγωγή κιτρικού οξέος ή/και μικροβιακών ελαίων,
τα στελέχη LFMB 19 and LFMB 20 παρήγαγαν ως κύριο μεταβολίτη την πολυόλη μαννιτόλη (μέγιστη συγκέντρωση 6.0 g/l,
συντελεστής απόδοσης 0.20-0.26 g ανά g αναλωθείσας γλυκερόλης). Αντίθετα, το στέλεχος Y. lipolytica ACA-YC 5033
παρήγαγε ταυτόχρονα σχετικά υψηλές ποσότητες κιτρικού οξέος και λιπιδίων. Έτσι το στέλεχος αυτό καλλιεργήθηκε σε
υψηλότερες αρχικές συγκεντρώσεις γλυκερόλης (70-120 g/l) με την ίδια αρχική συγκέντρωση αζώτου και η παραγωγή
αμφοτέρων του κιτρικού οξέος και των κυτταρικών λιπιδίων αυξήθηκαν αξιοσημείωτα. Έτσι, η μέγιστη παραγωγή κιτρικού
οξέος ήταν 50.1 g/l (απόδοση 0.44 g ανά g αναλωθείσας γλυκερόλης) ενώ ταυτόχρονα παράχθηκαν 2.0 g/l λίπους (0.31 g
λίπους ανά g ξηράς ουσίας). Τα μικροβιακά λιπίδια αποτελούνταν κυρίως από το ουδέτερο κλάσμα, του οποίου η
συγκέντρωση αυξανόταν με το χρόνο της καλλιέργειας. Τα φωσφολιπίδια ήταν το πιο ακόρεστο λιπιδιακό κλάσμα, ενώ στην
πρώιμη φάση της αύξησης τα συνολικά (total) λιπίδια του στελέχους ACA-YC 5033 ήταν πιο πλούσια σε κορεσμένα λιπαρά
οξέα (π.χ. C16:0 and C18:0) σε σχέση με τις επόμενες φάσεις της αύξησης. Σε κάθε περίπτωση τα λιπίδια της ζύμης περιείχαν
σε υψηλά ποσά το λιπαρό οξύ ελαϊκό (Δ9C18:1), άρα θα μπορούσαν να αποτελέσουν ιδανικό υλικό εκκίνησης για παραγωγή
βιοντήζελ. Συμπερασματικώς, στην παρούσα δημοσίευση μελετήθηκε η ζύμωση της βιομηχανικής – ακάθαρτης γλυκερόλης
(πολύ σημαντικό γεωργο-βιομηχανικό υποπροϊόν) προς παραγωγή κιτρικού οξέος, ενός μεταβολικού προϊόντος
προστιθέμενης αξίας το οποίο είναι το πιο ευρέως διαδεδομένο οργανικό οξύ το οποίο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία των
τροφίμων, παρουσιάζοντας πολλαπλές και ενδιαφέρουσες χρήσεις (συντηρητικό, παράγοντας οξύνισης κλπ). Επίσης
παράχθηκαν σε μικρότερα ποσά λιπίδια τα οποία θα μπορούσαν να αποτελέσουν την πρώτη ύλη παραγωγής βιοντήζελ και
μαννιτόλη (γλυκαντικός παράγοντας που χρησιμοποιείται στην Τεχνολογία Τροφίμων).
II.34. A. André, P. Diamantopoulou, A. Philippoussis, D. Sarris, M. Komaitis and S. Papanikolaou.
Biotechnological conversions of bio-diesel derived waste glycerol into added-value compounds by higher fungi:
production of biomass, single cell oil and oxalic acid. Industrial Crops and Products, 2010, 31, 407-416
Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η δυνατότητα βιοτεχνολογικής αξιοποίησης της ακάθαρτης γλυκερόλης (γλυκερίνης),
ενός σημαντικού αποβλήτου της γεωργο-βιομηχανικής δραστηριότητας (βλ. προηγούμενες αναλύσεις) μέσω της χρήσης της
ως υποστρώματος αύξησης (πηγής άνθρακα) ανωτέρων μυκήτων. Οι ανώτεροι μύκητες οι οποίοι χρησιμοποιήθηκαν προς
τούτο ήταν δυο στελέχη του εδώδιμου και φαρμακευτικού μύκητα Lentinula edodes (στελέχη AMRL 119 και AMRL 121) και
δυο στελέχη του μύκητα Aspergillus niger (στελέχη NRRL 364 και LFMB 1), οι δε καλλιέργειες πραγματοποιήθηκαν σε
αναδευόμενες και μη-αναδευόμενες φιάλες. Οι μύκητες του είδους Lentinula edodes καλλιεργήθηκαν σε περιοριστικές σε
άνθρακα συνθήκες (για να ευνοηθεί η παραγωγή μυκηλιακής μάζας) ενώ αυτοί του είδους Aspergillus niger σε περιοριστικές σε
άζωτο συνθήκες (για να ευνοηθεί η παραγωγή οξαλικού οξέος και μικροβιακών λιπιδίων). Κατ’αρχήν πραγματοποιήθηκε
αριστοποίηση της παραγωγής μυκηλιακής μάζας από τα στελέχη του μύκητα Lentinula edodes, και οι συνθήκες της αύξησης οι
οποίες μελετήθηκαν ήταν η θερμοκρασία, η ανάδευση και το αρχικό pH της καλλιέργειας. Σε κάθε περίπτωση οι καλλιέργειες
59
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
επωάζονταν για 12 ημέρες, και βρέθηκε ότι οι μύκητες εμφανίζουν ικανοποιητικότερα αποτελέσματα σε συνθήκες
θερμοκρασίας 25 ºC, ελαφράς ανάδευσης της καλλιέργειας (60 rpm) και αρχικού pH καλλιέργειας 4.0 (γενικά το pH δεν
μειωνόταν ιδιαίτερα καθόλη τη διάρκεια της αύξησης). Το στέλεχος AMRL 121 το οποίο παρουσίασε ικανοποιητικότερη
αύξηση μελετήθηκε σε μια πλήρη κινητική η οποία διήρκεσε 21 ημέρες, και σημειώθηκε μέγιστη παραγωγή βιομάζας 5.1 g/l
(συντελεστής απόδοσης παραγόμενης βιομάζας προς αναλωθείσα γλυκερόλη 0.48 g/g). Μελετήθηκε επίσης και η παραγωγή
και σύσταση των λιπιδίων του μύκητα, τα οποία δεν υπερέβησαν το ποσοστό 11% κ.β. επί της κυτταρικής μάζας. Το
κυριότερο κυτταρικό λιπαρό οξύ ήταν το λινελαϊκό (C18:2). Σε επόμενο στάδιο καλλιεργήθηκαν οι μύκητες A. niger NRRL
364 και A. niger LFMB 1 σε περιοριστικά σε άζωτο υποστρώματα με βάση την ακάθαρτη γλυκερόλη σε δυο αρχικές
συγκεντρώσεις γλυκερόλης (30 και 60 g/l). Ο περιορισμός σε άζωτο οδήγησε σε παραγωγή κυτταρικών λιπιδίων και οξαλικού
οξέος. Οι καλλιέργειες οι οποίες έγιναν σε αναδευόμενες φιάλες όγκου 250 ml πληρωμένες με 50 ml μέσου είχαν ως απόρροια
αυξημένη παραγωγή λιπιδίων, ειδικά στις αρχικές συγκεντρώσεις γλυκερόλης των 60 g/l, ενώ οι συγκεντρώσεις οξαλικού οξέος
ήταν μικρότερες (μέγιστη συγκέντρωση λίπους 3.4 g/l, μέγιστη συγκέντρωση οξαλικού οξέος ~10 g/l). Σε καλλιέργειες που
πραγματοποιήθηκαν σε αναδευόμενες φιάλες 2 l πληρωμένες με 600 ml μέσου καλλιέργειας, σχετικά μικρότερη παραγωγή
λίπους έλαβε χώρα (1.5-2.5 g/l) ενώ η τελική συγκέντρωση του οξαλικού οξέος έφθασε στην αξιοσημείωτη τιμή των 21.5 g/l.
Τα κυριότερα κυτταρικά λιπαρά οξέα ήταν το λινελαϊκό (Δ9,12C18:2) και το ελαϊκό (Δ9C18:1). Η παρούσα εργασία είναι η
πρώτη στη διεθνή βιβλιογραφία κατά την οποία παράχθηκε μυκηλιακή μάζα από τον εδώδιμο και φαρμακευτικο
μακρομύκητα Lentinula edodes κατά την αύξηση του σε ακάθαρτη γλυκερόλη. Είναι επίσης η πρώτη εργασία στη διεθνή
βιβλιογραφία όπου αναφέρεται βιομετατροπή της ακάθαρτης γλυκερόλης σε οξαλικό οξύ. Συμπερασματικώς, στην παρούσα
δημοσίευση μελετήθηκε η ζύμωση της βιομηχανικής – ακάθαρτης γλυκερόλης (πολύ σημαντικό γεωργο-βιομηχανικό
υποπροϊόν) προς παραγωγή υψηλής διατροφικής αξίας βιομάζας, οξαλικού οξέος (ενός μεταβολικού προϊόντος προστιθέμενης
αξίας το οποίο είναι ένα διαδεδομένο οργανικό οξύ το οποίο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία των τροφίμων και στη
μεταλλουργική βιομηχανία), ενώ παράχθηκαν και λιπίδια τα οποία θα μπορούσαν να αποτελέσουν την πρώτη ύλη παραγωγής
βιοντήζελ.
ΙΙ.35. A. Chatzifragkou, D. Dietz, M. Komaitis, A.-P. Zeng and S. Papanikolaou. Effect of biodiesel-derived
waste glycerol impurities on biomass and 1,3-propanediol production of Clostridium butyricum VPI 1718.
Biotechnology and Bioengineering, 2010, 107, 76-84
Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση της επίδρασης των διαφόρων προσμίξεων-ακαθαρσιών της
βιομηχανικής γλυκερόλης (προερχομένης από την βιομηχανία παραγωγής βιοντήζελ) στην τέλεση της προπανοδιολικής
ζύμωσης από το υποχρεωτικά αναερόβιο βακτήριο Clostridium butyricum VPI 1718. Οι προσμίξεις που μελετήθηκαν
αφορούσαν σε ανόργανα άλατα (K2HPO4, Na2HPO4, NaCl), ελαϊκό οξύ ως το επικρατέστερο λιπαρό οξύ του κλάσματος των
ελεύθερων λιπαρών οξέων της βιομηχανικής γλυκερόλης, καθώς επίσης και η μεθανόλη. Αρχικά, πραγματοποιήθηκαν
καλλιέργειες του βακτηρίου σε αναερόβιες φιάλες των 200 ml, με πηγή άνθρακα καθαρή γλυκερόλη (αρχικής συγκέντρωσης
30 g/l) και προσθήκη διαφόρων συγκεντρώσεων ανόργανων αλάτων (σε % κ.β. επί της γλυκερόλης). Διαπιστώθηκε ότι, σε
αντίθεση με τα ανόργανα άλατα, η παρουσία του χλωριούχου νατρίου σε συγκέντρωση 4.5% κ.β. επέδρασε παρεμποδιστικά
τόσο στην αύξηση του μικροοργανισμού, όσο και στην παραγωγή της 1,3-προπανοδιόλης. Ωστόσο, κατά την
πραγματοποίηση της διεργασίας σε βιοαντιδραστήρα, παρουσία υψηλότερων συγκεντρώσεων χλωριούχου νατρίου (έως και
30% κ.β. επί της γλυκερόλης), δεν διαπιστώθηκαν φαινόμενα παρεμπόδισης του μικροοργανισμού, τόσο σε επίπεδο
μικροβιακής αύξησης, όσο και σε επίπεδο παραγωγής 1,3-προπανοδιόλης. Ακολούθησε η αύξηση του βακτηρίου σε
βιοαντιδραστήρα, παρουσία ελαϊκού οξέος στο περιβάλλον της καλλιέργειας, όπου και διαπιστώθηκε η ολική παρεμπόδιση
της μικροβιακής αύξησης, κατά την ύπαρξη ελαϊκού οξέος σε συγκέντρωση 2% κ.β., επί της συγκέντρωσης της γλυκερόλης.
Προκειμένου να διαπιστωθεί εάν η φύση του ελαϊκού οξέος ως λιπαρό οξύ ή η ύπαρξη του διπλού δεσμού στο μόριο αυτού
60
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
επέφερε την εν λόγω παρεμπόδιση, μελετήθηκε η επίδραση του στεατικού οξέος στο περιβάλλον της καλλιέργειας σε
συγκέντρωση 2% (κ.β. επί της γλυκερόλης). Η απουσία φαινομένων παρεμπόδισης κατά την αύξηση του μικροοργανισμού
παρουσία στεατικού οξέος, οδήγησε στο συμπέρασμα ότι ο διπλός δεσμός στο μόριο του ελαϊκού οξέος εμπλέκεται στον
μηχανισμό παρεμπόδισης που ασκεί το εν λόγω λιπαρό οξύ στην βιοχημική απόκριση του βακτηρίου C. butyricum VPI 1718.
Επιπλέον, διερευνήθηκε η παρουσία της μεθανόλης κατά την καλλιέργεια του μικροοργανισμού τόσο σε βιοαντιδραστήρα
διαλείποντος, όσο και συνεχούς έργου. Στην πρώτη περίπτωση, η προσθήκη της μεθανόλης σε σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις
(έως 10% κ.β.) δεν επηρέασε την μετατροπή της γλυκερόλης σε 1,3-προπανοδιόλη από το βακτήριο. Ομοίως, η προσθήκη
της μεθανόλης κατά την κατάσταση δυναμικής ισορροπίας της συνεχούς καλλιέργειας του βακτηρίου C. butyricum, δεν
προκάλεσε έκπλυση της καλλιέργειας, ενώ μετά την απομάκρυνση της αλκοόλης από τον χημειοστάτη, το σύστημα εισήλθε
ξανά σε κατάσταση δυναμικής ισορροπίας.
ΙΙ.36. S. Papanikolaou, P. Diamantopoulou, A. Chatzifragkou, A. Philippoussis and G. Aggelis. Suitability of
low-cost sugars as substrates for lipid production by the fungus Thamnidium elegans. Energy and Fuels, 2010, 24,
4078-4086
Στην παρούσα επιστημονική δημοσίευση μελετήθηκε η παραγωγή βιομάζας, η κατανάλωση σακχάρου, αμμωνίου και
οξυγόνου, η έκκριση ιμβερτάσης (για τις καλλιέργειες με πηγή άνθρακα την εμπορική ζάχαρη) καθώς και η συσσώρευση και η
σύσταση ενδοκυτταρικών λιπιδιακών αποθεμάτων κατά την αύξηση του ελαιογόνου ζυγομύκητα Thamnidium elegans CCF-1465
σε ασυνεχείς (κλειστές) καλλιέργειες τύπου ανακινούμενων φιαλών. Ως πηγή άνθρακα χρησιμοποιήθηκαν χαμηλού κόστους
(εμπορικού τύπου) σάκχαρα τα οποία ήταν η εμπορική γλυκόζη, η εμπορική φρουκτόζη και η ζάχαρη. Οι αρχικές
συγκεντρώσεις των σακχάρων ποίκιλαν από 30 έως 80 g/l με σταθερή αρχική συγκέντρωση αμμωνίου (ήτοι πέρα από την
συγκέντρωση σακχάρου ποίκιλε και ο αρχικός λόγος C/N από 90 έως 240 moles/moles, οι καλλιέργειες, συνεπώς, ήταν
περιοριστικές ως προς την εξωκυτταρική πηγή αζώτου). Παρά το γεγονός ότι σε όλες τις καλλιέργειες συσσωρεύτηκαν
σημαντικές ποσότητες κυτταρικών λιπιδίων, η συσσώρευση λίπους (τόσο σε g/l όσο και σε % κ.β. επί ξηράς μυκηλιακής
μάζας) σαφώς ευνοήθηκε στις αυξημένες αρχικές συγκεντρώσεις σακχάρων. Οι τελικές συγκεντρώσεις βιομάζας και λίπους
ήταν σχεδόν οι ίδιες για τα διάφορα σάκχαρα που χρησιμοποιήθηκαν και για την ίδια αρχική συγκέντρωση σακχάρων, η δε
κατανάλωση του σακχαρούχου υποστρώματος μπορεί να διαχωριστεί σε δυο καλά ξεχωρισμένες φάσεις: Ο μικροοργανισμός
κατά το πρώτο στάδιο του αυξητικού του κύκλου (0 έως 60 h μετά από τον εμβολιασμό) κατανάλωσε τη διαθέσιμη πηγή
αζώτου (ισόρροπη φάση αύξησης), και το σάκχαρο αναλώθηκε με γραμμικό τρόπο (ταχύτητα κατανάλωσης σακχάρου ~0.20
g/l/h ανεξαρτήτως της φύσης και της αρχικής συγκέντρωσης του σακχάρου). Στο επόμενο στάδιο (περίοδος περιοριστική σε
άζωτο – φάση ελαιοσυσσώρευσης), ο ρυθμός κατανάλωσης σακχάρου μειώθηκε σημαντικά (~0.09 g/l/h, και πάλι
ανεξαρτήτως της φύσης και της αρχικής συγκέντρωσης του σακχάρου). Στις καλλιέργειες με σχετικά χαμηλή αρχική
συγκέντρωση σακχάρου (30 g/L), μετά από το πέρας της κατανάλωσης του σακχάρου, μέρος των ενδοκυτταρικών λιπιδίων
ανακαταναλώθηκε προς δημιουργία ελεύθερης λίπους βιομάζας. Στις υψηλότερες αρχικές συγκεντρώσεις σακχάρου, η
καλλιέργεια σταμάτησε ενώ η ανάλωση του σακχάρου δεν είχε ολοκληρωθεί. Η καλλιέργεια του μικροοργανισμού, καίτοι δεν
ήταν αριστοποιημένες οι συνθήκες αύξησης (χρήση αναδευόμενων φιαλών χωρίς ρύθμιση του pH και του αερισμού), είχε ως
απόρροια την αξιοσημείωτη παραγωγή μικροβιακού λίπους της τάξης των 9.0 g ανά l καλλιέργειας, με ποσοστό λίπους επί
ξηράς μάζας ~70% κ.β.. Η τελική αυτή συγκέντρωση θεωρείται πολύ ικανοποιητική, ενώ οι συντελεστές βιομετατροπής των
σακχάρων σε μικροβιακό λίπος (πάνω από 0.20 g/g) ήταν από τις πιο υψηλές της διεθνούς βιβλιογραφίας. Το μικροβιακό
λίπος που συσσωρεύτηκε ανεξαρτήτως του σακχάρου που χρησιμοποιήθηκε ως πηγή άνθρακα, περιείχε σε υψηλά ποσά το
λιπαρό οξύ
Δ9C18:1,
θα μπορούσε συνεπώς το λίπος αυτό να αποτελέσει ιδανικό υλικό εκκίνησης για δημιουργία βιοντήζελ.
Το μικροβιακό λίπος επίσης περιείχε το λιπαρό οξύ γ-λινολενικό (GLA –
Δ6,9,12C18:3)
σε συγκεντρώσεις 2.5-7.0%, κ.β. επί
του συνολικού λίπους. Η μέγιστη συγκέντρωση GLA ήταν 510 mg GLA ανά l καλλιέργειας. Η τελική αυτή συγκέντρωση
61
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
θεωρείται από τις ικανοποιητικές της διεθνούς βιβλιογραφίας. Τα φωσφολιπίδια του μύκητα T. elegans ήταν το πιο ακόρεστο
κλάσμα του παραγόμενου μικροβιακόύ ελαίου. Το GLA, όπως έχει ειπωθεί και στα προηγούμενα είναι ένα λιπαρό αυτό πολύ
μεγάλου ενδιαφέροντος για την Τεχνολογία Τροφίμων και τη Φαρμακοβιομηχανία και τα φυτικά έλαια τα οποία περιέχουν
αυτό το οξύ είναι ιδιαιτέρως ακριβά. Σημειώνεται τέλος ότι οι καλλιέργειες στην εμπορική ζάχαρη συνοδεύτηκαν και από
αξιοσημείωτη παραγωγή ιμβερτάσης (1.4 U/ml). Η παρούσα δημοσίευση, συνεπώς, σχετίζεται με τη δυνατότητα
βιομετατροπής φθηνών πρώτων υλών (εμπορικά σάκχαρα) σε μικροβιακά λιπίδια υψηλής διατροφικής και φαρμακευτικής
αξίας με πολύ ικανοποιητικούς συντελεστές βιομετατροπής.
II.37. A.-N. Vamvakaki, I. Kandarakis, S. Kaminarides, M. Komaitis and S. Papanikolaou. Cheese whey as a
renewable substrate for microbial lipid and biomass production by Zygomycetes. Engineering in Life Sciences,
2010, 10, 348-360
Ο στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η βιοτεχνολογική αξιοποίηση του τυρογάλακτος μέσω της χρησιμοποίησης
του ως υποστρώματος διαφόρων Ζυγομυκήτων της τάξης Mucorales. Στην μελέτη χρησιμοποιήθηκαν Ζυγομύκητες των ειδών
Mortierella isabellina, Mucor sp. και Thamnidium elegans και καλλιεργήθηκαν στο (εμπλουτισμένο με διάφορα άλατα) τυρόγαλα
προκειμένου να παράξουν μεταβολικά προϊόντα υψηλής αξίας (τα προϊόντα που ενδιαφέρουν την παρούσα εργασία είναι
μικροβιακή μάζα και μικροβιακά λιπίδια), ενώ ταυτόχρονα θα αποικοδομούσαν τη λακτόζη (το κύριο ρυπαντικό συστατικό
του αποβλήτου) μειώνοντας το ρυπογόνο φορτίο του. Σε πρώτο επίπεδο καλλιεργήθηκαν οι μικροοργανισμοί σε περιοριστικό
σε άζωτο τυρόγαλα (αρχικές συγκεντρώσεις λακτόζης και πρωτεϊνών 58.5±6.0 και 8.5±1.5 g/l), και ενώ ο μύκητας M.
isabellina παρήγαγε 26.2 g/l βιομάζας που περιείχε 17.3% κ.β. λιπίδια καταναλώνοντας όλη τη διαθέσιμη λακτόζη και το
μεγαλύτερο μέρος των πρωτεϊνών, οι μύκητες T. elegans και Mucor sp. παρήγαγαν 13.4 g/l βιομάζας με 3%, κ.β. λίπος και 21.6
g/l με 9.4%, κ.β. λίπος αντίστοιχα, χωρίς νακαταναλώσουν τη διαθέσιμη λακτόζη μετά από το πέρας ανάλωσης των πρωτεϊνών
του υποστρώματος. Σε μια δεύτερη προσέγγιση, για το μύκητα M. isabellina προστέθηκε συμπληρωματική ποσότητα λακτόζης
προκειμένου να αυξηθεί ο αρχικός λόγος C/N ενώ για τους μύκητες T. elegans και Mucor sp., συμπληρωματική ποσότητα
θειϊκού αμμωνίου για να αυξηθεί η κατανάλωση λακτόζης, και συνεπώς η παραγωγή μυκηλιακής μάζας. Ο μύκητας M.
isabellina παρήγαγε τελικώς μικροβιακό λίπος με συγκέντρωση 8.1 g/l που αντιστοιχούσε σε 25.3% κ.β. λίπος επί ξηράς
μυκηλιακής μάζας. Είναι η πρώτη φορά στη διεθνή βιβλιογραφία που αναφέρεται παραγωγή λίπους (και σε ιδιαίτερα
ενδιαφέρουσες συγκεντρώσεις) όταν χρησιμοποιείται τυρόγαλα ως υπόστρωμα αύξησης Ζυγομυκήτων. Ο μύκητας T. elegans
παρήγαγε 29.5 g/l και ο Mucor sp. 28.5 g/l ξηράς βιομάζας. Ανάλυση σε λιπαρά οξέα των λιπιδίων έδειξε αξιοσημείωτες
διαφορές τόσο ως προς την επίδραση του λόγου C/N όσο και σε σχέση με το χρόνο της ζύμωσης. Το ουδέτερο κλάσμα ήταν
το πιο άφθονο για τους μικροοργανισμούς που μελετήθηκαν, ενώ τα φωσφολιπίδια ήταν το πιο ακόρεστο από τα κλάσματα
για τους μύκητες Mucor sp. και M. isabellina. Αύξηση του μύκητα M. isabellina σε εμπλουτισμένο με λακτόζη τυρόγαλα είχε ως
απόρροια παραγωγή του γ-λινολενικού οξέος (GLA) σε ποσά της τάξης των ~300 mg ανά l τυρογάλακτος. Το GLA είναι
πολύ μεγάλου ενδιαφέροντος για την Τεχνολογία Τροφίμων και τη Φαρμακοβιομηχανία δοθέντος ότι είναι ένα λιπαρό οξύ το
οποίο έχει αντι-θρομβωτικές, αντι-ερεθιστικές και αντι-καρκινικές ιδιότητες, και τα (ελάχιστα) φυτικά έλαια που περιέχουν
αυτό το οξύ είναι ιδιαιτέρως ακριβά. Η παρούσα μελέτη συνεπώς κατέδειξε τη δυνατότητα βιομετατροπής ενός απόβλητου
προϊόντος (τυρόγαλα) σε κυτταρική μάζα και σε λιπίδια υψηλής φαρμακευτικής και διατροφικής σημασίας.
II.38. S. Fakas, I. Kefalogianni, A. Makri, G. Tsoumpeli, G. Rouni, C. Gardeli, S. Papanikolaou and George
Aggelis. Characterization of olive fruit microflora and its effect on olive oil aroma biogenesis. European Journal
of Lipid Science and Technology, 2010, 112, 1024-1032
Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να αξιολογηθεί το μικροβιακό περιεχόμενο ελιών της ποικιλίας "Αμφίσσης",
και να μελετηθούν οι τεχνολογικές και βιοχημικές ιδιότητες επιλεγμένων μικροοργανισμών που θα απομονώνονταν από τις
62
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
ελιές αυτές. Σε ένα πρώτο επίπεδο οι ελιές συλλέχθηκαν και αποθηκεύτηκαν υπό βιομηχανικές συνθήκες, και απομονώθηκαν
διάφορα γένη στελεχών βακτηρίων, μυκήτων και ζυμών. Κατόπιν, στελέχη των μυκήτων Penicillium και Fusarium (στελέχη Α3,
Α6, Β7 και Β13) καλλιεργήθηκαν σε βυθισμένου τύπου καλλιέργειες με το ελαιόλαδο ή το ηλιέλαιο ως υλικό εκκίνησης και
ποσοτικοποιήθηκε η παραγωγή βιομάζας καθώς και λιπάσης και λιποξυγενάσης. Το καλύτερο υπόστρωμα για την παραγωγή
λιπάσης ήταν το ελαιόλαδο, με τη μέγιστη τιμή να φτάνει στα 7300 U/l από το στέλεχος Penicillium Β7 (1 U ενζύμου ορίζεται
ως η ποσότητα του ενζύμου που απαιτείται για απελευθέρωση 1 mmol λιπαρού οξέος ανά h). Από την άλλη πλευρά, το ίδιο
στέλεχος έδειξε να παράγει τις μεγαλύτερες ποσότητες λιποξυγενάσης σε υποστρώματα με βάση το ηλιέλαιο. Έτσι, για το
στέλεχος αυτό πραγματοποιήθηκε κινητική σε υποστρώματα με βάση το ηλιέλαιο (αρχική συγκέντρωση ελαίου 60 g/l) και
αξιοσημείωτες ποσότητες βιομάζας (~37 g/l) παράχθηκαν. Κατ’ αντιστοιχία με την παραγωγή βιομάζας, η συγκέντρωση της
λιποξυγενάσης αυξανόταν βαθμιαία φτάνοντας τα 7.4 U ανά mg διαλυτής πρωτεΐνης (1 U ενζύμου ορίζεται ως η ποσότητα
του ενζύμου που απαιτείται για απελευθέρωση 1 nmol συζυγούς διενίου ανά min). Από την άλλη πλευρά, η κινητική
παραγωγής λιπάσης εμφάνισε ένα "pic" στα πρώτα στάδια της αύξησης (~2500 U/l), μειούμενη στη συνέχεια. Ανάλυση σε
λιπαρά οξέα των παραγόμενων μικροβιακών λιπιδίων τόσο για το στέλεχος Penicillium Β7 όσο και για το στέλεχος Fusarium
Β13 έδειξαν ότι η σύσταση των λιπιδίων έμοιαζε πολύ με αυτή του υποστρώματος. Τέλος, ανάλυση των αρωματικών
συστατικών του ελαιολάδου το οποίο είχε παραχθεί από ελιές που προηγουμένως είχαν αποθηκευτεί για 10-12 ημέρες
("processed olive oil") σε σχέση με αυτά του παρθένου ελαιολάδου, έδειξε ότι το processed olive oil υπερείχε σε
χαμηλομοριακές αλκοόλες και κετόνες. Τα αποτελέσματα αυτά δεικνύουν ότι η φυσική μικροχλωρίδα της ελιάς συμμετέχει
στη βιογένεση αρωματικών πτητικών συστατικών που υπάρχουν στο ελαιόλαδο, και μέλη της χλωρίδας αυτής θα μπορούσαν
να χρησιμοποιηθούν πιο ενεργά προκειμένου να αυξηθεί το αρωματικό δυναμικό των ελαιολάδων.
II.39. A. Chatzifragkou, S. Fakas, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis, G. Aggelis and S. Papanikolaou.
Commercial sugars as substrates for lipid accumulation by Cunninghamella echinulata and Mortierella isabellina fungi.
European Journal of Lipid Science and Technology, 2010, 112, 1048-1057
Στην παρούσα ερευνητική δημοσίευση έλαβε χώρα η διερεύνηση της βιοχημικής δυνατότητας των μυκήτων
Cunninghamella echinulata ATHUM 4411 και Mortierella isabellina ATHUM 2935, ανηκόντων στην τάξη Mucorales, να
συσσωρεύσουν μικροβιακό λίπος με σημαντικές ποσότητες γ-λινολενικού οξέος (GLA,
Δ6,9,12C18:3),
ένα πολυακόρεστο
λιπαρό οξύ υψηλής φαρμακευτικής και διατροφικής σημασίας, κατά την καλλιέργειά τους σε σακχαρούχες ανανεώσιμες πηγές
άνθρακα. Τα υποστρώματα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν η εμπορική γλυκόζη, η εμπορική φρουκτόζη, η εμπορική ζάχαρη
και η μελάσα (βιομηχανικά προϊόντα ή υποπροϊόντα ιδιαίτρα χαμηλού κόστους ώστε να μειωθεί το κόστος της διεργασίας),
σε αρχική συγκέντρωση σακχάρων προσαρμοσμένη στα 60 g/l. Όλες οι ζυμώσεις πραγματοποιήθηκαν σε καλλιέργειες
κλειστού τύπου, ενώ ο λόγος C/N ήταν σε κάθε περίπτωση πολύ υψηλός (200 moles/moles), ώστε να κατευθυνθεί ο
μικροβιακός μεταβολισμός προς την σύνθεση αποθηκευτικού λίπους. Κατά την διεξαγωγή των πειραμάτων στην εμπορική
γλυκόζη, ο μύκητας C. echinulata παρήγαγε 12.9 g/l βιομάζας, με 3.8 g/l λίπος και 740 mg/l GLA, ενώ ο μύκητας M.
isabellina παρήγαγε 12.2 g/l βιομάζας, με 9.85 g/l λίπος και 345 mg/l GLA. Στην εμπορική φρουκτόζη, και οι δύο μύκητες
παρουσίασαν ικανοποιητική ανάπτυξη και παραγωγή λίπους με σημαντικές ποσότητες GLA. Ωστόσο, κατά την καλλιέργεια
των μικροοργανισμών στην εμπορική ζάχαρη, ο μεν μύκητας C. echinulata αναπτύχθηκε ικανοποιητικά (16.6 g/l βιομάζας, 3.1
g/l λίπους και 435 mg/l GLA), o δε μύκητας M. isabellina απέτυχε να αναπτυχθεί επαρκώς. Στο εν λόγω υπόστρωμα
μετρήθηκε και η ενεργότητα της εξωκυτταρικής ιμβερτάσης, με μέγιστη τιμή 0.5 U/ml από τον μικροοργανισμό C. echinulata.
Επιπλέον, στο υπόστρωμα της μελάσας και οι δύο μικροοργανισμοί αναπτύχθηκαν επαρκώς Στο εν λόγω υπόστρωμα
παρατηρήθηκε έντονος αποχρωματισμός της μελάσας, ήτοι 75%, από τον μύκητα C. echinulata. Περαιτέρω, κατά την
κλιμάκωση της διεργασίας με την καλλιέργεια του μύκητα M. isabellina σε βιοαντιδραστήρα 3-l, χρησιμοποιώντας ως πηγή
άνθρακα την εμπορική γλυκόζη, παρήχθησαν 17.5 g/l βιομάζας, συνοδευόμενη από μέγιστη παραγωγή μικροβιακού λίπους
63
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
ίση με 12.7 g/l (ποσοστό λίπους επί ξηράς ουσίας ~73% κ.β.). Τέλος, πραγματοποιήθηκε επιπρόσθετη μελέτη των λιπιδίων
των μυκήτων M. isabellina και C. echinulata, με την κλασμάτωση και ανάλυση τους στον αέριο χρωματογράφο. Παρατηρήθηκε
ότι το κλάσμα των ουδέτερων λιπιδίων αποτέλεσε το 90-92% κ.β. των ολικών λιπιδίων και ως εκ τούτου παρουσίαζε
ομοιότητες ως προς την σύστασή του σε σχέση με το ολικό λίπος, ενώ το κλάσμα των φωσφολιπιδίων περιείχε μεγαλύτερες
ποσότητες ακόρεστων λιπαρών οξέων (και κυρίως γ-λινολενικού οξέος), σε σχέση με το ολικό λίπος των μικροοργανισμών.
Συμπερασματικά, στην παρούσα δημοσίευση παρουσιάζεται η ικανότητα της αξιοποίησης διαφόρων σακχαρούχων
ανανεώσιμων πηγών άνθρακα προς παραγωγή μικροβιακού λίπους υψηλής φαρμακευτικής και διατροφικής αξίας.
II.40. A. Philippoussis, P. Diamantopoulou, K. Papadopoulou, H. Lakhtar, S. Roussos, G. Parissopoulos and S.
Papanikolaou. Biomass, laccase and endoglucanase production by Lentinula edodes during solid state
fermentation of reed grass, bean stalks and wheat straw residues. World Journal of Microbiology and
Biotechnology, 2011, 27, 285-297
Στην παρούσα εργασία καταγράφηκαν παράμετροι όπως η ταχύτητα γραμμικής αύξησης του μυκηλίου, η
συγκέντρωση της βιομάζας (εκτιμώμενη ως ποσότητα γλυκοζαμίνης) και οι ποσότητες των ενζύμων λακκάση και
ενδογλυκανάση κατά τη διάρκεια της στερεάς ζύμωσης (SSF) αχύρου σίτου (WS), μίγματος καλαμιών (RG) και υπολειμμάτων
φασολιάς (BS) από τον εδώδιμο μύκητα Lentinula edodes (στελέχη AMRL 119, AMRL 121 και AMRL 122) σε σωλήνες μικρού
μήκους. Αρχικά, τα στελέχη δοκιμάστηκαν ως προς την ταχύτητα αύξησής τους και την παραγωγή βιομάζας, με αποτέλεσμα
το στέλεχος 121 να κριθεί το ταχύτερο στέλεχος σε όλα τα υποστρώματα, ενώ το 122 αυτό το οποίο παρήγαγε τη μεγαλύτερη
ποσότητα βιομάζας (465.93 mg/g ξ.ο.) και μάλιστα στο υπόστρωμα των φασολιών, το οποίο και φάνηκε ότι ευνόησε την
ανάπτυξη όλων των στελεχών. Σε επόμενο πείραμα, χαρακτηριστικά της ανάπτυξης των μυκήτων καθώς και το προφίλ
παραγωγής της λακκάσης και ενδογλυκανάσης εξετάστηκαν για τα επιλεγμένα στελέχη 121 και 122 όταν αυτά αποίκησαν το
33, 66 και 100% του όγκου του υποστρώματος. Τα αποτελέσματα έδειξαν μια σχέση αλληλεπίδρασης μεταξύ στελέχους –
υποστρώματος κατά την παραγωγή της ενδογλυκανάσης. Το BS αποτέλεσε το υπόστρωμα όπου παράχθηκε η μεγαλύτερη
ποσότητα ενδογλυκανάσης για το στέλεχος 121 και το RG για το στέλεχος 122. Ακόμα, το L. edodes 122 παρουσίασε τη
μέγιστη ενεργότητα ενδογλυκανάσης στο αρχικό (33%) και τελικό (100%) στάδιο του αποικισμού όλων των υποστρωμάτων
(0.64-0.90 και 0.79 και 0.97 U/g). Ωστόσο, στο στέλεχος 121 η μέγιστη παραγωγή ενδογλυκανάσης καταγράφηκε στα δύο
πρώτα στάδια του αποικισμού (33% στο WS και 66% στο BS). Όσον αφορά στη λακκάση, αυτή εμφάνισε τις μέγιστες τιμές
στο WS (353.68 και 548.67 U/g από τα στελέχη 121 και 122 αντίστοιχα) στο 66% του αποικισμένου υποστρώματος. Επίσης,
ανάλυση των δεδομένων της αύξησης έδειξε αρνητική σχέση ανάμεσα στη ταχύτητα γραμμικής αύξησης και τη βιομάζα με
την ενεργότητα της λακκάσης και της ενδογλυκανάσης στα υποστρώματα WS και RG για το στέλεχος 122. Τέλος,
εξετάστηκαν και αξιολογήθηκαν πιθανές σχέσεις ανάμεσα σε παραμέτρους ανάπτυξης του μύκητα και θρεπτικά συστατικά των
υποστρωμάτων. Ως εκ των ανωτέρω συνεπώς, τεκμαίρεται η δυνατότητα χρησιμοποίησης χαμηλού ή και μηδενικού κόστους
υποστρωμάτων για την αύξηση και την παραγωγή βιομάζας και ενζύμων χρήσιμων για τη βιομηχανία τροφίμων από τον
εδώδιμο και φαρμακευτικό μακρομύκητα L. edodes
II.41. A. Chatzifragkou, A. Makri, A. Belka, S. Bellou, M. Mavrou, M. Mastoridou, P. Mystrioti, G. Onjaro, G.
Aggelis and S. Papanikolaou. Biotechnological conversions of biodiesel derived waste glycerol by yeast and
fungal species. Energy, 2011, 36, 1097-1108
Στόχο της παρούσας ερευνητικής μελέτης αποτέλεσε η βιοτεχνολογική αξιοποίηση της βιομηχανικής γλυκερόλης
(παραπροϊόντος της διεργασίας παραγωγής βιοντήζελ) ως υπόστρωμα αύξησης διαφόρων ευκαρυωτικών μικροοργανισμών, για
την παραγωγή μεταβολικών προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας. Για τον σκοπό αυτό, αξιολογήθηκαν δεκαπέντε (15)
στελέχη ζυμών και Ζυγομυκήτων, κατά την ασυνεχή καλλιέργεια τους σε υποστρώματα με βάση την βιομηχανική γλυκερόλη
64
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
(αρχικής συγκέντρωσης 30 g/l), με το άζωτο να συνιστά το περιοριστικό της αύξησης στοιχείο στο θρεπτικό μέσο.
Αναφορικά με την επίδοση των διαφόρων στελεχών ζυμών, διαπιστώθηκε η συσσώρευση περιορισμένων ποσοστών
μικροβιακού λίπους, με την ζύμη Rhodotorula sp. να σημειώνει την μέγιστη απόδοση σε παραγόμενο μικροβιακό λίπος ίση με
22% κ.β., ενώ παρατηρήθηκαν διαφοροποιήσεις σχετικά με την σύσταση του μικροβιακού λίπους σε λιπαρά οξέα, τόσο
μεταξύ των διαφόρων στελεχών ζυμών, όσο και σε σχέση με τον χρόνο ζύμωσης. Αντίθετα, τα υπό διερεύνηση στελέχη
μυκήτων βρέθηκαν ικανά να συσσωρεύουν ικανοποιητικά ποσά ενδοκυτταρικού λίπους εντός των μυκηλιακών δομών τους,
κυμαινόμενα εντός του εύρος των 18.1 με 42.5% κ.β. επί ξηράς ουσίας. Μάλιστα, το εν λόγω μικροβιακό λίπος περιείχε σε
αξιοσημείωτες ποσότητες το φαρμακευτικής αξίας λιπαρό οξύ γ-λινολενικό (GLA). Σε δεύτερο στάδιο, επιλέχθηκαν οι
μικροοργανισμοί Yarrowia lipolytica LFMB 19, Pichia membranifaciens LFMB 8 και Thamnidium elegans CCF 1465 προκειμένου
να αξιολογηθεί η βιοχημική τους απόκριση σε περιβάλλον με αυξημένη αρχική συγκέντρωση γλυκερόλης (ήτοι 60 και 90
g/l). Υπό αυτό το καθεστώς, η πολυμορφική ζύμη Y. lipolytica παρήγαγε αξιόλογες ποσότητες οξικού οξέος (29.2 g/l), αλλά
και μαννιτόλης (19.4 g/l), ενώ η ζύμη P. membranifaciens παρήγαγε έως και 28.4 g/l βιομάζας κατά την καλλιέργειά της σε
βιομηχανική γλυκερόλη αρχικής συγκέντρωσης 90 g/l. Επιπρόσθετα, ο μύκητας T. elegans συσσώρευσε αξιόλογες ποσότητες
μικροβιακού λίπους, φτάνοντας τα 11.6 g/l, συνοδευόμενα από ένα εξίσου ικανοποιητικό συντελεστή απόδοσης λίπους, ίσο με
71.1% κ.β. επί ξηράς μυκηλιακής μάζας, ενώ η μέγιστη παραγωγή γ-λινολενικού οξέος ήταν ίση με 371 mg/l. Τέλος, με την
περαιτέρω μελέτη του ενδοκυτταρικού λίπους του Ζυγομύκητα T. elegans, διαπιστώθηκε ότι το κλάσμα των φωσφολιπιδίων
ήταν ιδιαιτέρως πλούσιο σε πολυακόρεστα λιπαρά οξέα, και αποτέλεσε την βασική πηγή βιοσύνθεσης του γ-λινολενικού οξέος
(GLA). Συνεπώς, η εν λόγω δημοσίευση δεικνύει την καταλληλότητα του αποβλήτου της βιομηχανικής γλυκερόλης ως
υπόστρωμα αύξησης ευκαρυωτικών μικροοργανισμών και την παραλαβή αξιόλογων ποσοτήτων μεταβολικών προϊόντων
υψηλής προστιθέμενης αξίας, όπως οργανικών οξέων, μονοκυτταρικής πρωτεΐνης και μικροβιακού λίπους.
II.42. A. Makri, S. Bellou, M. Birkou, K. Papatrehas, N.P. Dolapsakis, D. Bokas, S. Papanikolaou and G.
Aggelis. Lipid synthesized by micro-algae grown in laboratory- and industrial-scale bioreactors. Engineering in
Life Sciences, 2011, 11, 52-58
Η παρούσα μελέτη σχετίζεται με την παραγωγή βιομάζας και λιπιδίων κατά την αύξηση ποικίλων στελεχών
μικροφυκών σε εργαστηριακούς βιοαντιδραστήρες. Τα περισσότερα από τα στελέχη των μικροφυκών είχαν απομονωθεί από
το Ελληνικό υδάτινο οικοσύστημα. Δυο στελέχη, τα Tetraselmis sp. και Chlorella sp., καλλιεργήθηκαν τόσο σε εργασητριακούς
αντιδραστήρες (φιάλες των 2 l) όσο και σε βιομηχανικούς αερο-αναδευόμενους αντιδραστήρες των 300 l. Τα λιπίδια τα οποία
παράχθηκαν ήταν 2.33% κ.β. επί ξηράς μάζας για το μικροφύκος Tetraselmis sp. και 2.44% κ.β. για το Chlorella sp.. Τα
ενδοκυτταρικά λιπιδιακά συστατικά των μικροοργανισμών αυτών περιείχαν σε μεγαλύτερα ποσά το κλάσμα των ουδετέρων
λιπιδίων (Ν) και των γλυκολιπιδίων και σφιγκολιπιδίων (G+S) ενώ σε μικρότερες συγκεντρώσεις βρίσκονταν τα φωσφολιπίδια
(Ρ) (~8.5% κ.β. για το μικροοργανισμό Tetraselmis sp. και 11.5% κ.β. για το Chlorella sp.). Τα λιπίδια του μικροφύκους
Tetraselmis sp. χαρακτηρίζονταν από την παρουσία του εικοσιπεντανοϊκού οξέος (ΕΡΑ) το οποίο έδραζε κυρίως στο κλάσμα
των Ρ του μικροβιακού λίπους, και του οκταδεκατετρανοϊκού οξέος (C18:4ω-3), το οποίο βρισκόταν σχετικά ισομερώς
καταμερισμένο στις λιπιδιακές κλάσεις του μικροβιακού λίπους. Τα ανωτέρω λιπαρά οξέα απουσίαζαν τελείως από το
μικροφύκος Chlorella sp.. Τέλος, 16 νέα στελέχη τα οποία προέρχονταν από το Ελληνικό υδρόβιο περιβάλλον
καλλιεργήθηκαν σε φιάλες των 2 l και τα παραγόμενα από τους μικροοργανισμούς λιπίδια ποσοτικοποιήθηκαν και
αναλύθηκαν. Τα υψηλότερα ποσοστά μικροβιακού λίπους αναφέρθηκαν για το φύκος Prorocentrum triestinum (~3.5% κ.β. επί
ξηράς μάζας) ενώ τα χαμηλότερα από το φύκος Prymnesium parvum (~0.5% κ.β.). Πολλά από τα απομονωμένα στελέχη
παρήγαγαν σε ικανοποιητικά ποσά τα πολύ σημαντικά λιπαρά οξέα ΕΡΑ και δοκοσαεξανοϊκό οξύ (DHA), τα οποία έχουν
πληθλωρα εφαρμογών στην Τεχνολογία των Τροφίμων, την Κλινική Διατροφή και τη Φαρμακευτική Βιομηχανία.
65
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
II.43. S. Papanikolaou, A. Dimou, S. Fakas, P. Diamantopoulou, A. Philippoussis, M. Galiotou-Panayotou, G.
Aggelis. Biotechnological conversion of waste cooking olive oil into lipid-rich biomass using Aspergillus and
Penicillium strains. Journal of Applied Microbiology, 2011, 110, 1138-1150
Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να αξιολογηθεί το προερχόμενο από μονάδα μαζικής εστίασης απόβλητο
τηγανισμένο ελαιόλαδο ως υπόστρωμα αύξησης στελεχών του γένους Aspergillus sp. (5 στελέχη) και του είδους Penicillium
expansum (1 στέλεχος) προκειμένου να παραχθεί κυτταρική μάζα πλούσια σε λίπος, εξω-κυτταρική λιπάση και ενδεχομένως
άλλοι χρήσιμοι μικροβιακοί μεταβολίτες. Οι καλλιέργειες πραγματοποιήθηκαν σε αναδευόμενες φιάλες, με περιοριστικά σε
άνθρακα υποστρώματα όπου η αρχική συγκέντρωση του υποστρώματος λίπους ήταν 15 g/l. Μεγάλη παραγωγή βιομάζας
παρατηρήθηκε σε κάθε καλλιέργεια (συντελεστής απόδοσης ξηράς βιομάζας ~1.0 g μάζας ή και περισσότερο ανά g
αναλισκόμενου λίπους). Σε όλες τις καλλιέργειες παρατηρήθηκε υψηλή παραγωγή κυτταρικών λιπιδίων, η οποία ήταν
διεργασία απολύτων συνδεδεμένη με τη μικροβιακή αύξηση. Το στέλεχος Aspergillus sp. ATHUM 3482 συσσώρευσε τη
μεγαλύτερη ποσότητα λιπιδίων συγκρινόμενο με όλα τα υπό μελέτη στελέχη (λιπίδια ~64.0% κ.β. επί ξηράς μάζας, το οποίο
αντιστοιχούσε σε συγκέντρωση 7.7 g/l). Όλα τα στελέχη παρήγαγαν εξω-κυτταρικώς λιπάση, με τη μεγαλύτερη ενεργότητα
(~645 U/ml – 1 U ενζύμου ορίζεται ως η ποσότητα του ενζύμου που απαιτείται για απελευθέρωση 1 μmol λιπαρού οξέος ανά
h) να καταγράφεται από το στέλεχος A. niger NRRL 363. Κατά τη στάσιμη φάση του αυξητικού κύκλου όλων των υπό μελέτη
στελεχών, λόγω της μείωσης της συγκέντρωσης της εξω-κυτταρικής πηγής άνθρακα (τελική συγκέντρωση αποβλήτου λίπους
1.3-2.8 g/l), παρατηρήθηκε αξιοσημείωση ανακατανάλωση (turnover) του προηγουμένως συσσωρευθέντος μικροβιακού
ελαίου. Ανάλυση σε λιπαρά οξέα τόσο των κυτταρικών όσο και των μη καταναλωμένων εξω-κυτταρικών λιπιδίων έδειξε (ενίοτε
αξιοσημείωτες) διαφοροποιήσεις στη σύσταση λιπαρών οξέων σε σχέση με την αρχική σύσταση του αποβλήτου ελαιολάδου,
υποδεικνύοντας εκλεκτική εξειδίκευση των διαφόρων λιπαρών οξέων από τους υπό μελέτη οργανισμούς. Σε ορισμένες
περιπτώσεις, λιπαρά οξέα τα οποία δεν προϋπήρχαν στο υπόστρωμα (π.χ. αραχιδικό οξύ – C20:0), βρέθηκαν (σε μηαμελητέες ποσότητες) στα κυτταρικά λιπίδια των μυκήτων. Οι καλλιέργειες των στελεχών του γένους Aspergillus sp. στο
τηγανισμένο έλαιο συνοδεύτηκαν από κάποια συσσώρευση οξαλικού οξέος (μέχρι 5.0 g/l) στο μέσο της καλλιέργειας.
Τεκμαίρεται συνεπώς ότι το απόβλητο τηγανισμένο ελαιόλαδο αποτέλεσε εξαιρετικό υπόστρωμα αύξησης για τα στελέχη του
γένους Aspergillus sp. και του είδους Penicillium expansum που μελετήθηκαν.
II.44. A. Chatzifragkou, S. Papanikolaou, D. Dietz, A.I. Doulgeraki, G-J.E. Nychas and A.-P. Zeng.
Production of 1,3-propanediol by Clostridium butyricum growing on biodiesel-derived crude glycerol through a
non-sterilized fermentation process. Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 91, 101-112
Στην παρούσα δημοσίευση παρουσιάζεται η διερεύνηση της δυνατότητας παραγωγής της 1,3-προπανοδιόλης υπό
μη-στείρες συνθήκες καλλιέργειας, κατά την αύξηση του βακτηρίου Clostridium butyricum VPI 1718 σε υπόστρωμα ακάθαρτης
γλυκερόλης. Για τον σκοπό αυτό, έλαβαν χώρα καλλιέργειες σε βιοαντιδραστήρα διαλείποντος έργου, χρησιμοποιώντας
ακάθαρτη γλυκερόλη ποικίλης σύστασης και προελεύσεως ως μόνη πηγή άνθρακα, σε διάφορες αρχικές συγκεντρώσεις. Σε
κάθε περίπτωση, ο εν λόγω μικροοργανισμός παρουσίασε ομοιότητες όσον αφορά στην τελική παραγωγή της 1,3προπανοδιόλης, η οποία κυμάνθηκε από 11.1 έως 11.5 g/l. Επιπλέον, η προπανοδιολική ζύμωση τελέστηκε επιτυχώς,
ανεξαρτήτως της αρχικής συγκέντρωσης της βιομηχανικής γλυκερόλης (από 20 έως 80 g/l), συνοδευόμενη από
ικανοποιητικούς συντελεστές απόδοσης της 1,3-προπανοδιόλης (0.52-0.55 g ανά g καταναλωθείσας γλυκερόλης). Επιπλέον,
πραγματοποιήθηκε ημι-συνεχής καλλιέργεια του βακτηρίου C. butyricum, απουσία στείρων συνθηκών, όπου και παρήχθησαν
τελικώς 67.9 g/l 1,3-προπανοδιόλης, με τον αντίστοιχο συντελεστή απόδοσης ίσο με 0.55 g/g. Εν συνεχεία, επιχειρήθηκε η
εξέταση της σταθερότητας της προπανοδιολικής ζύμωσης υπό μη-στείρες συνθήκες με την πραγματοποίηση συνεχούς
καλλιέργειας του μικροοργανισμού. Διαπιστώθηκε η δυνατότητα παραμονής του συστήματος σε κατάσταση δυναμικής
ισορροπίας για 16 ημέρες, κατά τις οποίες η συγκέντρωση της 1,3-προπανοδιόλης εντός του χημειοστάτη ήταν ίση με 13.9
66
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
g/l. Το ενδεχόμενο ύπαρξης και άλλων μικροοργανισμών εντός του χημειοστάτη (εξαιτίας της ύπαρξης μη-στείρων συνθηκών
καλλιέργειας) εξετάστηκε με την εφαρμογή της ανάλυσης της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης και κατά την εμφάνιση των
προϊόντων της σε διαβαθμισμένο αποδιατακτικό πήκτωμα (PCR-DGGE analysis) διαπιστώθηκε η ύπαρξη μιας μπάντας που
αντιστοιχούσε στην μητρική καλλιέργεια του βακτηρίου C. butyricum VPI 1718. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν συνεχείς
καλλιέργειες του μικροοργανισμού υπό μη-στείρες συνθήκες, με την εφαρμογή διαφορετικών ρυθμών αραίωσης (D) και υψηλή
συγκέντρωση βιομηχανικής γλυκερόλης στο θρεπτικό μέσο εισόδου (80 g/l). Η μέγιστη παραγωγή της 1,3-προπανοδιόλης
επετεύχθη κατά την εφαρμογή χαμηλών ρυθμών αραίωσης (D=0.02 h-1), ίση με 30.1 g/l, ενώ η επεξεργασία των κινητικών
δεδομένων που ελήφθησαν κατά τις συνεχείς καλλιέργειες του μικροοργανισμού έδειξαν σταθερότητα της προτεινόμενης
διεργασίας, με τον συντελεστή απόδοσης της 1,3-προπανοδιόλης να αντιστοιχεί στην ιδιαιτέρως ικανοποιητική τιμή των 0.55
g ανά g καταναλωθείσας γλυκερόλης. Συμπερασματικά, η εν λόγω δημοσίευση υπογραμμίζει την δυνατότητα της τέλεσης της
προπανοδιολικής ζύμωσης υπό μη στείρες συνθήκες καλλιέργειας, γεγονός που δύναται να συμβάλλει στην προσπάθεια
εφαρμογής της διεργασίας σε βιομηχανική κλίμακα.
II.45. M. Metsoviti, S. Paramithiotis, E.H. Drosinos, P.N. Skandamis, M. Galiotou-Panayotou and S.
Papanikolaou. Biotechnological valorization of low-cost sugar-based media for bacteriocin production by
Leuconostoc mesenteroides E131. New Biotechnology, 2011, 28, 600-609
Τα τελευταία χρόνια το ερευνητικό ενδιαφέρον εστιάζεται στην εξεύρεση νέων πηγών παραγωγής φυσικών αντιμικροβιακών ουσιών, αλλά και στην ανάγκη αξιοποίησης των διαφόρων παραπροϊόντων ή/και ανανεώσιμων πηγών άνθρακα
χαμηλής προστιθέμενης αξίας, που παράγονται σε μεγάλα ποσά από τις Γεωργικές Βιομηχανίες και αξιοποιούνται ελάχιστα.
Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της βιομετατροπής διαφόρων χαμηλής προστιθέμενης αξίας σακχαρούχου
φύσεως υποστρωμάτων σε βακτηριοσίνη (και λοιπά μεταβολικά προϊόντα) από το στέλεχος Leuconostoc mesenteroides E131 κατά
την καλλιέργεια του σε ζυμώσεις βυθού. Τα υποστρώματα τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ήταν η εμπορική (βιομηχανική)
γλυκόζη, η εμπορική (βιομηχανική) φρουκτόζη, η εμπορική (βιομηχανική) σακχαρόζη (ζάχαρη) καθώς και η μελάσα (το
κύριο υποπροϊόν των βιομηχανιών παραγωγής ζάχαρης), με αρχικές συγκεντρώσεις σακχάρων στα πειράματα 20 και 30 g/l. Η
αύξηση του στελέχους και στα τέσσερα υποστρώματα συνοδεύτηκε από σχετικά ικανοποιητική παραγωγή βιομάζας (1.1-1.3
g/L, μέγιστος ειδικός ρυθμός αύξησης μmax 0.15-0.18 h-1), ενώ παρήχθησαν σε ποικίλα ποσά (3.9-5.5 g/L) το γαλακτικό και
το οξικό οξύ. Σε σαφώς μικρότερες συγκεντρώσεις (0.2-0.5 g/L) συσσωρεύτηκε στο περιβάλλον της αύξησης η αιθανόλη κατά
τις πραγματοποιηθείσες καλλιέργειες. Κατά την αύξηση του βακτηρίου στην εμπορική γλυκόζη συγκέντρωσης 20 και 30 g/L,
η μέγιστη ενεργότητα της βακτηριοσίνης έλαβε την τιμή 320 και 640 AU/ml, αντίστοιχα. Κατά την αύξηση στην εμπορική
φρουκτόζη (20 και 30 g/l αρχικής συγκέντρωσης σακχάρου), η ενεργότητα έλαβε την τιμή 320 AU/ml σε αμφότερα τα
πειράματα. Αύξηση στην εμπορική σακχαρόζη συνοδεύτηκε από τιμή ενεργότητας 160 και 320 AU/ml αντίστοιχα για τις
αρχικές συγκεντρώσεις των 20 και 30 g/l σακχάρων. Τέλος, κατά την αύξηση στην μελάσα, η ενεργότητα επηρεάστηκε επίσης
θετικά σε σχέση με την αύξηση της συγκέντρωσης του σακχάρου και έλαβε την τιμή 160 AU/ml για την αρχική τιμή των
σακχάρων στα 20 g/l και 320 AU/ml για την αντίστοιχη στα 30 g/l. Επιπλέον στην καλλιέργεια τόσο στη σακχαρόζη όσο
και στη μελάσα δεν μετρήθηκε ενεργότητα εξω-κυτταρικής ιμβερτάσης σε όλες τις φάσεις του αυξητικού κύκλου,
υποδεικνύοντας ότι το ένζυμο αυτό ήταν συνδεδεμένο με την κυτταρική μεμβράνη του μικροοργανισμού. Τέλος,
αξιοσημείωτος ήταν και ο αποχρωματισμός που παρατηρήθηκε κατά την καλλιέργεια του μικροοργανισμού στη μελάσα,
φθάνοντας σε τιμές 27% και 23% για τις αρχικές συγκεντρώσεις σακχάρων 20 και 30 g/l.. Τεκμαίρεται συνεπώς ότιχαμηλής
αξίας υλικά (βιομηχανικά σάκχαρα) ή υποπροϊόντα της βιομηχανίας τροφίμων (μελάσα) απετέλεσαν πολύ ικανοποιητικά υλικά
εκκίνησης για την παραγωγή βακτηριοσίνης από το μικροοργανισμό Leuconostoc mesenteroides E131.
67
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
ΙΙ.46. D. Sarris, M. Galiotou-Panayotou, A.A. Koutinas, M. Komaitis and S. Papanikolaou. Citric acid, biomass
and cellular lipid production by Yarrowia lipolytica strains cultivated on olive mill wastewater-based media. Journal
of Chemical Technology and Biotechnology, 2011, 86, 1439-1448
Όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενα εδάφια, τα υγρά απόβλητα ελαιουργίας (Υ.Α.Ε.), το κύριο υπόλειμμα της
διεργασίας παραγωγής ελαιολάδου, είναι ένα ισχυρό γεωργο-βιομηχανικό απόβλητο το οποίο αποτελεί σοβαρή
περιβαλλοντική απειλή. Η επεξεργασία τους θεωρείται εξαιρετικά δύσκολη εξαιτίας της σύστασης τους καθώς και της
εποχικής και διάσπαρτης παραγωγής τους. Περιέχουν μεταξύ άλλων υπολείμματα ελαιολάδου, σάκχαρα και (πολύ-)φαινολικές
ενώσεις στις οποίες οφείλεται το σκούρο χρώμα καθώς και οι φυτοτοξικές και αντιμικροβιακές ιδιότητες των Υ.Α.Ε.. Σκοπός
της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της ικανότητας τριών στελεχών της ζύμης Yarrowia lipolytica να αυξηθούν σε
υποστρώματα με βάση τα Υ.Α.Ε. ώστε να παραχθούν πολύτιμοι μεταβολίτες (βιομάζα, κυτταρικά λιπίδια και κιτρικό οξύ) και
ταυτοχρόνως να μειωθεί η συγκέντρωση των φαινολικών ενώσεων αλλά και του χρώματος του αποβλήτου. Οι ζυμώσεις
πραγματοποιήθηκαν σε ανακινούμενες φιάλες σε συνθήκες περιοριστικές σε άζωτο και περιοριστικές σε άνθρακα. Σημειώθηκε
αξιοσημείωτος αποχρωματισμός του μέσου (έως 63%) και όχι ασήμαντη μείωση των φαινολικών ενώσεων (έως 34% κ.β.) και
στις δύο συνθήκες. Στις καλλιέργειες υπό συνθήκες περιοριστικές σε άζωτο, η προσθήκη Υ.Α.Ε. στο μέσο καλλιέργειας
ευνόησε αξιοσημείωτα την παραγωγή των κυτταρικών λιπιδίων (ειδικά στο ένα από τα τρία στελέχη του μικροοργανισμού που
μελετήθηκε) ενώ σε συνθήκες περιοριστικές σε άνθρακα, υπήρξε ικανοποιητική παραγωγή βιομάζας. Συγκεκριμένα, στις
περιοριστικές σε άζωτο καλλιέργειες η παραγωγή των κυτταρικών λιπιδίων ευνοήθηκε από την προσθήκη Υ.Α.Ε. στο μέσο.
Αντιθέτως, ενώ παράχθηκαν αξιοσημείωτες ποσότητες κιτρικού οξέος στα πειράματα του συνθετικού μέσου (χωρίς την
προσθήκη Υ.Α.Ε.) όπου παράχθηκε κιτρικό οξύ έως την ποσότητα των 18.9 g/l (με συντελεστή απόδοση κιτρικού οξέος ανά
μονάδα γλυκόζης που καταναλώθηκε, περί τα 0.73 g/g), η προσθήκη Υ.Α.Ε. στο μέσο οδήγησε στην επίτευξη μειωμένων
τιμών κιτρικού οξέος και του αντίστοιχου συντελεστή απόδοσης. Στα υποστρώματα με βάση τα Υ.Α.Ε. η υψηλότερη
συγκέντρωση κιτρικού οξέος που παράχθηκε ήταν 18.1 g/l (με συντελεστή απόδοσης 0.51 g/g). Στις περιοριστικές σε
άνθρακα καλλιέργειες, παρά την ύπαρξη περιοριστικών παραγόντων (π.χ. φαινολικές ενώσεις), η παραγωγή της βιομάζας
ενισχύθηκε με την προσθήκη Υ.Α.Ε. στο μέσο. Η υψηλότερη συγκέντρωση βιομάζας που επετεύχθη ήταν 12.7 g/l με
συντελεστή απόδοσης βιομάζας περί τα 0.45 g/g. Η ανάλυση των λιπαρών οξέων των κυτταρικών λιπιδίων που παράχθηκαν
κατά τη διάρκεια των ζυμώσεων, οδήγησε στο συμπέρασμα ότι η προσαρμογή όλων των στελεχών της ζύμης στα
υποστρώματα με βάση τα ΥΑΕ έστρεψε το μεταβολισμό προς τη σύνθεση κυτταρικών λιπιδίων που περιείχαν αυξημένες
συγκεντρώσεις κυτταρικού ελαϊκού οξέος. Τα στελέχη της ζύμης Y. lipolytica που μελετήθηκαν, μπορούν να θεωρηθούν ως
υποψήφιοι μικροοργανισμοί για την ταυτόχρονη απορρύπανση των ΥΑΕ και την παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθέμενης
αξίας χρήσιμων στη βιομηχανία των τροφίμων.
II.47. A. Chatzifragkou, G. Aggelis, M. Komaitis, A.-P. Zeng and S. Papanikolaou. Impact of anaerobiosis
strategy and bioreactor geometry on the biochemical response of Clostridium butyricum VPI 1718 during 1,3propanediol fermentation. Bioresource Technology, 2011, 102, 10625-10632
Στην παρούσα ερευνητική μελέτη διερευνήθηκε η επίδραση της στρατηγικής αναεροβίωσης και της γεωμετρίας του
βιοαντιδραστήρα στην παραγωγή της 1,3-προπανοδιόλης, κατά την αύξηση του βακτηρίου Clostridium butyricum VPI 1718, σε
υπόστρωμα βιομηχανικής γλυκερόλης. Για τον σκοπό αυτό, πραγματοποιήθηκαν καλλιέργειες σε βιοαντιδραστήρες
διαλείποντος έργου και διαφορετικού όγκου, όπου η επίτευξη αναερόβιου περιβάλλοντος γινόταν είτε μέσω συνεχούς
εμφύσησης αερίου αζώτου καθ’ όλη την διάρκεια της διεργασίας, είτε διακόπτονταν μετά τον εμβολιασμό, προκειμένου το
περιβάλλον της καλλιέργειας να καταστεί αναερόβιο (αυτό-παραγόμενη αναεροβίωση), μέσω της παραγωγής αερίων του
κυτταρικού μεταβολισμού (π.χ. αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού οξέος). Στην περίπτωση της συνεχούς εμφύσησης
αερίου αζώτου, η διεργασία ολοκληρώθηκε επιτυχώς, ανεξαρτήτως της αρχικής συγκέντρωσης της γλυκερόλης και της
68
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
γεωμετρίας του βιοαντιδραστήρα. Αντιθέτως, υπό συνθήκες αυτό-παραγόμενης αναεροβίωσης, σημειώθηκαν αξιοσημείωτες
βιοχημικές μεταβολές από το υπό διερεύνηση στέλεχος. Συγκεκριμένα, σε βιοαντιδραστήρα μικρού όγκου (1 l), η απουσία
της εμφύσησης αερίου αζώτου σε περιβάλλον υψηλών συγκεντρώσεων γλυκερόλης, επέφερε την αύξηση της ενεργότητας του
ενζύμου της γαλακτικής αφυδρογονάσης και συνεπώς, την σύνθεση γαλακτικού οξέος, το οποίο και αποτέλεσε το κύριο
οργανικό οξύ στο περιβάλλον της καλλιέργειας. Το γεγονός αυτό οφείλεται πιθανόν στην μερική παρεμπόδιση της
φωσφοροκλαστικής αντίδρασης, εξαιτίας της μη επαρκούς επίτευξης αναερόβιου περιβάλλοντος. Επιπλέον, κατά την
εφαρμογή ημι-συνεχούς καλλιέργειας με συνεχή εμφύσηση αζώτου, το βακτήριο C. butyricum παρήγαγε αξιόλογες ποσότητες
1,3-προπανοδιόλης, ήτοι 70.8 g/l, ενώ η ίδια διεργασία σε περιβάλλον αυτό-παραγόμενης αναεροβίωσης οδήγησε στον
περιορισμό του μεταβολικού μονοπατιού σύνθεσης 1,3-προπανοδιόλης, με την μέγιστη συγκέντρωση αυτής να αγγίζει τα 30.5
g/l. Επιπλέον, κατά την διάρκεια της εν λόγω καλλιέργειας παρατηρήθηκε αναστροφή στην σύνθεση των οργανικών οξέων, με
το γαλακτικό οξύ να καθίσταται το κύριο παραγόμενο οργανικό οξύ, αντί του αναμενόμενου βουτυρικού οξέος. Ως εκ τούτου,
στην εν λόγω μελέτη διαπιστώνεται ότι ο συνδυασμός της στρατηγικής αναεροβίωσης και της γεωμετρίας του
βιοαντιδραστήρα δύναται να μεταβάλλει την βιοχημική συμπεριφορά του εν λόγω στελέχους, με το φαινόμενο αυτό να
αίρεται κατά την καλλιέργεια του μικροοργανισμού σε βιοαντιδραστήρες μεγαλύτερου όγκου.
II.48. A. Chatzifragkou, I. Petrou, C. Gardeli, M. Komaitis and S. Papanikolaou. Effect of Origanum vulgare L.
essential oil on growth and lipid profile of Yarrowia lipolytica cultivated on glycerol-based media. Journal of the
American Oil Chemist’s Society, 2011, 88, 1955-1964
Στην παρούσα δημοσίευση εξετάζεται η επίδραση διαφόρων συγκεντρώσεων του αιθέριου ελαίου της ρίγανης στην
αύξηση και την σύσταση του ενδοκυτταρικού λίπους της πολυμορφικής ζύμης Yarrowia lipolytica. Αρχικά, μελετήθηκε η
χημική σύσταση του αιθέριου ελαίου με την βοήθεια του αέριου χρωματογράφου-φασματογράφου μάζας (G.C.-M.S.), απ’
όπου ταυτοποιήθηκαν 23 ενώσεις, οι οποίες και αποτέλεσαν το 93.2% (κ.β.) του συνόλου του αιθέριου ελαίου της ρίγανης. Εξ’
αυτών, η καρβακρόλη (56.3%) και η θυμόλη (16.4%) αποτέλεσαν τις κύριες ενώσεις. Εν συνεχεία, έλαβαν χώρα ασυνεχείς
καλλιέργειες της ζύμης Y. lipolytica σε κωνικές φιάλες, χρησιμοποιώντας ως πηγή άνθρακα την ακάθαρτη γλυκερόλη, στις
οποίες προστέθηκαν διάφορες συγκεντρώσεις αιθέριου ελαίου (0.05-2 ml/l θρεπτικού μέσου). Διαπιστώθηκε ότι η παρουσία
του αιθέριου ελαίου ακόμα και σε μικρές συγκεντρώσεις (0.05 ml/l) επέδρασε αρνητικά στην μικροβιακή αύξηση της ζύμης,
ενώ η ύπαρξη αυξημένων συγκεντρώσεων ελαίου είχε ως αποτέλεσμα την εμφάνιση φαινόμενων παρεμπόδισης. Ως εκ τούτου,
το όριο ανοχής της ζύμης Y. lipolytica έναντι του ριγανελαίου θεσπίστηκε για συγκεντρώσεις αυτού έως και 0.15 ml/l.
Επιπρόσθετα, η παρουσία του αιθέριου ελαίου της ρίγανης στο θρεπτικό μέσο της καλλιέργειας βρέθηκε να επιδρά στην
σύσταση των λιπαρών οξέων του κυτταρικού λίπους του μικροοργανισμού. Ειδικότερα, διαπιστώθηκε ότι η προσθήκη
ριγανελαίου πέραν της συγκέντρωσης των 0.15ml/l, κατά την καλλιέργεια της ζύμης Y. lipolytica σε περιβάλλον περιοριστικό
σε άζωτο, είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση της βιοσύνθεσης κορεσμένων λιπαρών οξέων στην σύσταση του κυτταρικού λίπους
του μικροοργανισμού. Ως εκ τούτου, το συσσωρευθέν μικροβιακό λίπος βρέθηκε να περιέχει αυξημένες συγκεντρώσεις
παλμιτικού (C16:0) και στεατικού οξέος (C18:0). Συνεπώς, από την παρούσα μελέτη τεκμαίρεται ότι το αιθέριο έλαιο της
ρίγανης έχει αντιμικροβιακή δραστηριότητα, δεδομένης της εμφάνισης παρεμποδιστικών φαινόμενων παρουσίας του, τόσο σε
επίπεδο μικροβιακής αύξησης, όσο και σε επίπεδο κατανάλωσης της διαθέσιμης πηγής άνθρακα από την ζύμη Y. lipolytica.
Ενδιαφέρον συγκεντρώνει, εξάλλου, η επίδραση του αιθέριου ελαίου στο προφίλ των λιπαρών οξέων του μικροοργανισμού, η
οποία αποδίδεται στην αύξηση του ποσοστού των κορεσμένων λιπαρών οξέων του συνόλου των κυτταρικών λιπιδίων του.
ΙΙ.49. M. Metsoviti, S. Paramithiotis, E.H. Drosinos, M. Galiotou-Panayotou, G.-J.E. Nychas, A.-P. Zeng and S.
Papanikolaou. Screening of bacterial strains capable of converting biodiesel-derived raw glycerol into 1,3propanediol, 2,3-butanediol and ethanol. Engineering in Life Sciences, 2012, 12, 57-68
69
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Όπως αναφέρθηκε και σε προηγούμενες εργασίες, τις τελευταίες δεκαετίες η σταδιακή μείωση των αποθεμάτων
πετρελαίου και η συνεπακόλουθη αύξηση των τιμών του, οδήγησαν στην ανάγκη εξεύρεσης εναλλακτικών και ανανεώσιμων
πηγών ενέργειας όπως το βιοντήζελ, η βιοαιθανόλη και το βιοαέριο. Άμεση συνέπεια της αυξημένης παραγωγής βιοντήζελ
είναι η συσσώρευση αντιστοίχως μεγάλων ποσοτήτων ακάθαρτης γλυκερόλης, του κυρίου υποπροϊόντος της διεργασίας
παραγωγής βιοντήζελ. Μία από τις πλέον ελπιδοφόρες εφαρμογές της γλυκερόλης είναι η μετατροπή της σε προϊόντα υψηλής
προστιθέμενης αξίας, μέσω των μικροβιακών ζυμώσεων (βλ. και προηγούμενες εργασίες). Αρκετοί προκαρυωτικοί
μικροοργανισμοί έχουν έως σήμερα μελετηθεί για την ικανότητα τους να μεταβολίζουν την γλυκερόλη, δίνοντας πληθώρα
μεταβολικών προϊόντων. Στην παρούσα μελέτη ερευνήθηκαν συνολικά 84 βακτηριακά στελέχη για την ικανότητα τους να
αφομοιώνουν την γλυκερόλη ως πηγή ενέργειας. Μετά από αρχικά πειράματα, 12 στελέχη χρησιμοποίησαν την ακάθαρτη
γλυκερόλη ως πηγή ενέργειας υπό αναερόβιες συνθήκες και 5 υπό αερόβιες. Αναφορικά με την παραγωγή μεταβολικών
προϊόντων, σημαντικές διαφοροποιήσεις παρατηρήθηκαν ανάλογα με το βακτηριακό στέλεχος και τις πειραματικές συνθήκες
που εφαρμόστηκαν. Πιο αναλυτικά η συγκέντρωση 1,3-προπανοδιόλης των 11.3 g/l, παράχθηκε από το στέλεχος Clostridium
butyricum NRRL B-23495, σε ασυνεχή καλλιέργεια, υπό αναερόβιες συνθήκες. Η αύξηση του ιδίου στελέχους σε μεγαλύτερη
αρχική συγκέντρωση ακάθαρτης γλυκερόλης οδήγησε στην παραγωγή περίπου 32 g/l 1,3-προπανοδιόλης. Επιπλέον ιδιαίτερα
αξιόλογη κρίνεται η σύνθεση 10.1 g/l 1,3-προπανοδιόλης από το προσφάτως απομονωμένο στέλεχος Citrobacter freundii
FMCC-B 294 (VK-19). Σχετικά με την σύνθεση 2,3-βουτανοδιόλης, η μέγιστη παραγώμενη συγκέντρωση έφτασε τα 22 g/l,
κατά την αύξηση του στελέχους Enterobacter aerogenes FMCC-10, σε ακάθαρτη γλυκερόλη αρχικής συγκέντρωσης 55 g/l, υπό
αερόβιες συνθήκες. Σημειώνεται ότι σε ένα πολύ περιορισμένο αριθμό δημοσιεύσεων στη διεθνή βιβλιογραφία αναφέρεται
παραγωγή της 2,3-βουτανοδιόλης υπό αερόβιες συνθήκες αύξησης, ενώ η παρούσα εργασία είναι η πρώτη διεθνώς όπου από
υλικό εκκίνησης την ακάθαρτη γλυκερόλη παράγεται η 2,3-βουτανοδιόλη ως το κύριο προϊόν της ζύμωσης. Επιπρόσθετα το
στέλεχος Klebsiella oxytoca FMCC-197 παρήγαγε μίγμα 1,3-προπανοδιόλης, 2,3-βουτανοδιόλης και αιθανόλης σε αναλογία
εξαρτώμενη από τις εκάστοτε συνθήκες αεροβίωσης. Τέλος η παραγωγή της αιθανόλης από ακάθαρτη γλυκερόλη ανήλθε στα
14.5 g/l κατά την αύξηση ενός επιπλέον στελέχους Citrobacter freundii FMCC-207, υπό αναερόβιες συνθήκες και υπό σταθερό
pH. Ως συμπέρασμα, η παρούσα μελέτη βεβαιώνει την χρησιμοποίηση ακάθαρτης γλυκερόλης ως κατάλληλο υπόστρωμα για
την παραγωγή 1,3-προπανοδιόλης, 2,3-βουτανοδιόλης και αιθανόλης από νέα απομονωμένα βακτηριακά στελέχη, υπό
ποικίλες συνθήκες καλλιέργειας.
70
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
III. Κεφάλαια σε Διεθνή Βιβλία με κριτές (Book Chapters)
III.1. S. Papanikolaou. 1,3-Propanediol and citric acid production from glycerol-containing waste discharged
after bio-diesel manufacturing process. In: Current Topics on Bioprocesses in Food Industry, Volume II. Eds: A.
Koutinas, A. Pandey, C. Larroche, AsiaTech Publishers Inc., 2008, Chapter 25, pp. 381-399.
Στο παρόν άρθρο ανασκόπησης μελετήθηκε η βιοτεχνολογική αξιοποίηση της βιομηχανικής γλυκερόλης που
αποτελεί το κύριο υποπροϊόν των μονάδων παραγωγής καυσίμου τύπου "αλκυλ-εστέρων" (το καλούμενο και βιολογικό
πετρέλαιο ή βιοντήζελ) και παραγωγής σαπώνων και ελευθέρων λιπαρών οξέων. Όπως φαίνεται από τις επιστημονικές μας
δημοσιεύσεις σε διάφορα διεθνή επιστημονικά έντυπα, η ερευνητική μας ομάδα έχει ασχοληθεί σε βάθος με το θέμα της
βιοτεχνολογικής αξιοποίησης της γλυκερόλης, και ποικίλα βιοτεχνολογικά προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας (π. χ. 1,3προπανοδιόλη, κιτρικό οξύ, μικροβιακό λίπος) έχουν παραχθεί από την ομάδα μας χρησιμοποιώντας αυτό το υπόστρωμα σε
διαφόρων ειδών καλλιέργειες προκαρυωτικών ή ευκαρυωτικών κυττάρων. Η προβλεπόμενη αλματώδης αύξηση της χρήσης
των διαφόρων τύπων εναλλακτικών καυσίμων [π. χ. μεθυλ-εστέρες (κυρίως) και αιθυλ- ή βουτυλ-εστέρες λιπαρών οξέων
προερχόμενοι από μετεστεροποίηση του ελαίου του φυτού ελαιοκράμβη ή άλλων τύπων λιπών και ελαίων ευτελούς κόστους,
το καλούμενο και βιοντήζελ] αναμένεται να έχει ως απόρροια τα επόμενα χρόνια τεράστια αύξηση της παρουσίας της
γλυκερόλης ως παραπροϊόντος χρήζοντος ανάγκης για περαιτέρω επεξεργασία. Η αύξηση αυτή της παρουσίας της γλυκερόλης
αναμένεται να έχει σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, συνεπώς η εύρεση τρόπων αξιοποίησης αυτού του παραπροϊόντος
είναι κεφαλαιώδους σημασίας. Παρά το γεγονός ότι η βιομηχανική – ακάθαρτη (raw) γλυκερόλη προσφέρει σημαντικά
πλεονεκτήματα σε σχέση με την καθαρή γλυκερόλη λόγω του πολύ χαμηλού (και ενίοτε αρνητικού) κόστους της πρώτης,
μέχρι στιγμής στη βιβλιογραφία ολίγες εργασίες έχουν εμφανιστεί να χρησιμοποιούν αυτό το παραπροϊόν ως υπόστρωμα
μικροοργανισμών. Στις πλείστες των περιπτώσεων αυτών, οι επιστημονικές εργασίες έχουν δημοσιευτεί από την ερευνητική
μας ομάδα και τους συνεργάτες αυτής. Στο παρόν άρθρο ανασκόπησης αναφέρεται η επίδρασση της αρχικής συγκέντρωσης
γλυκερόλης στην αύξηση του προκαρυωτικού μικροοργανισμού Clostridium butyricum F2b. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε
συνεχή συστήματα χρησιμοποιώντας σταθερό ρυθμό αραίωσης και ποικίλες αρχικές συγκεντρώσεις γλυκερόλης. Περαιτέρω,
αναπτύχθηκε και ένα αυτόνομο αναλυτικό πρότυπο που συνέδεσε την παραγωγή της βιομάζας και όλων των μεταβολικών
προϊόντων σε σχέση με την παραγωγή CO2 μέσω της φωσφοροκλαστικής αντίδρασης. Κατά τον τρόπο αυτό, η παραγωγή
βιομάζας καθώς και των τριών μεταβολικών προϊόντων της ζύμωσης (1,3-προπανοδιόλη, οξεικό οξύ και βουτυρικό οξύ) είναι
θετικά ή αρνητικά σχετιζόμενη με την παραγωγή CO2 από το μικροοργανισμό. Η προσαρμογή του ανωτέρω εμπειρικού
προτύπου στα πειραματικά δεδομένα ήταν εξαιρετική (βλ. δημοσίευση ΙΙ.16). Σύγκριση των αποτελεσμάτων που
επιτεύχθηκαν από της ερευνητική μας ομάδα σε σχέση με τη βιβλιογραφία, έδειξαν ότι ο μικροοργανισμός Clostridium
butyricum F2b παράγει σε συνεχές σύστημα συγκεντρώσεις 1,3-προπανοδιόλης συγκρίσιμες με τις μέγιστες της διεθνούς
βιβλιογραφίας. Περαιτέρω, η ερευνητική μας ομάδα μετά των συνεργατών της έχει ασχοληθεί με επιτυχία, τα τελευταία
χρόνια, με την καλλιέργεια της πολυμορφικής ζύμης Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109 χρησιμοποιώντας τη βιομηχανική
γλυκερόλη ως μόνη πηγή άνθρακα προκειμένου να παραχθούν, εναλλακτικώς της 1,3-προπανοδιόλης, άλλα μικροβιακά
μεταβολικά προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας (π. χ. κιτρικό οξύ – βλ. δημοσίευση ΙΙ.8). Η ερευνητική μας ομάδα, με
βάση την έρευνα στη διεθνή βιβλιογραφία, ήταν η πρώτη η οποία παρήγαγε κιτρικό οξύ χρησιμοποιώντας τη βιομηχανική
γλυκερόλη ως υπόστρωμα (δημοσίευση ΙΙ.8). Οι καλλιέργειες πραγματοποιήθηκαν σε μέσα τα οποία ευνοούσαν τη
συσσώρευση λίπους και/ή την έκκριση κιτρικού οξέος (καλλιέργεια με χρήση φιαλών σε μέσα υψηλού λόγου C/N) και παρά
το γεγονός ότι ο μικροοργανισμός ήταν ελαιογόνος, μικρές ποσότητες λίπους συντέθηκαν ενδοκυτταρικά (βλ. δημοσίευση
ΙΙ.8). Όταν η βιομηχανική γλυκερόλη χρησιμοποιήθηκε σε υψηλές αρχικές συγκεντρώσεις (80 και 120 g/l), η αύξηση του
μικροοργανισμού δεν παρεμποδίστηκε ενώ βιοσυντέθηκαν και σχετικά ικανοποιητικές ποσότητες κιτρικού οξέος (30-35 g/l).
Σύγκριση των αποτελεσμάτων που επιτεύχθηκαν από της ερευνητική μας ομάδα σε σχέση με τη βιβλιογραφία έδειξε ότι η
71
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
τελική παραχθείσα συγκέντρωση κιτρικού οξέος ήταν ικανοποιητική, όχι όμως συγκρινόμενη με τις μέγιστες τιμές της
βιβλιογραφίας (επιτευχθείσες τιμές 90-130 g/l), παρόλα αυτά όμως η ζύμη Yarrowia lipolytica ήταν δυνάμενη να παράξει και
υψηλότερες συγκεντρώσεις κιτρικού οξέος (όπως αποδείχθηκε και από επόμενες εργασίες της ομάδας μας), ενώ, όπως
αναφέρθηκε και στα προηγούμενα, η ερευνητική μας ομάδα ήταν η πρώτη σε διεθνές επίπεδο η οποία διενήργησε σε αυτού
του είδους τη βιομετατροπή (παραγωγή κιτρικού οξέος από βιομηχανική γλυκερόλη).
III.2. S. Papanikolaou. Biotechnological production of citric acid by Yarrowia lipolytica. In: Microbial implication
for safe and qualitative food products. Eds: C. Psarianos and Y. Kourkoutas, Research Signpost Publisher,
Trivandrum, 2008, Chapter 11, pp. 197-212.
Στο παρόν άρθρο ανασκόπησης μελετήθηκε η βιοτεχνολογική παραγωγή του κιτρικού οξέος από στελέχη της
πολυμορφικής ζύμης Yarrowia lipolytica. Παρουσιάστηκαν και συζητήθηκαν προσεγγίσεις σχετικά με τη χρήση διαφόρων
υδρόφοβων ή υδρόφιλων υποστρωμάτων τα οποία χρησιμοποιούνται ως πηγές άνθρακα του μικροοργανισμού σε αυτού του
είδους τη ζύμωση. Έμφαση δόθηκε στην αξιοποίηση της βιομηχανικής γλυκερόλης που αποτελεί το κύριο υποπροϊόν των
μονάδων παραγωγής καυσίμου τύπου "αλκυλ-εστέρων" και παραγωγής σαπώνων και ελευθέρων λιπαρών οξέων. Όπως φαίνεται
από τις επιστημονικές μας δημοσιεύσεις σε διάφορα διεθνή επιστημονικά έντυπα, η ερευνητική μας ομάδα έχει ασχοληθεί σε
βάθος με το θέμα της παραγωγής κιτρικού οξέος, και οι διάφορες εργασίες της ερευνητικής μας ομάδας (π.χ. ΙΙ.6, ΙΙ.8, ΙΙ.9,
ΙΙ.11, ΙΙ.17) τόσο σε επίπεδο κινητικής, όσο και σε επίπεδο modelling και τεχνολογίας συζητήθηκαν και συγκρίθηκαν με τη
βιβλιογραφία. Όπως αναφέρθηκε και σε προηγούμενες αναλύσεις, η ερευνητική μας ομάδα, με βάση την έρευνα στη διεθνή
βιβλιογραφία, ήταν η πρώτη η οποία παρήγαγε κιτρικό οξύ χρησιμοποιώντας τη βιομηχανική γλυκερόλη ως υπόστρωμα
(δημοσίευση ΙΙ.8). Περαιτέρω, προτυποποίηση της διεργασίας με διάφορα αριθμητικά πρότυπα (π.χ. τύπου WilliamsBlackman, Monod και Verhlust) είχε ως αποτέλεσμα πολύ ικανοποιητική προρρητική ικανότητα των μοντέλων που
εμφαρμόστηκν στη ζύμωση (δημοσιεύσεις ΙΙ.11 και ΙΙ.17), ενώ δεν παρατηρήθηκε παρεμπόδιση εκ του υποστρώματος παρά
το γεγονός ότι εφαρμόστηκαν πολύ υψηλές αρχικές συγκεντρώσεις γλυκερόλης (~120 g/l) και γλυκόζης (~150 g/l). Η
αύξηση του μικροοργανισμού Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109 συνοδεύτηκε από ικανοποιητικές ποσότητες κιτρικού οξέος
(μέχρι ~43 g/l), οι οποίες ήταν πάντως σχετικά πιο περιορισμένες σε σχέση με τις μέγιστες τιμές της βιβλιογραφίας
(επιτευχθείσες τιμές 90-130 g/l).
ΙΙΙ.3. S. Fakas, S. Papanikolaou, Μ. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis and G. Aggelis. Biochemistry and
biotechnology of single cell oil. In: New horizons in Biotechnology. Eds: A. Pandey, C. Larroche, C.R. Soccol
and C.G. Dussard, AsiaTech Publishers Inc., New Delhi, 2009, Chapter 5, pp. 52-75.
Στο κεφάλαιο-άρθρο ανασκόπησης αυτό παρουσιάστηκε εκτενώς η βιοχημεία και η βιοτεχνολογία της παραγωγής
μικροβιακών λιπιδίων κατά την αύξηση ελαιογόνων μικροοργανισμών σε διάφορες υδρόφιλες ή υδρόφοβες ανανεώσιμες πηγές
άνθρακα χρησιμοποιούμενες ως υποστρώματα. Η έμφαση που δόθηκε στην παρουσίαση αυτή, εστιάστηκε στην παραγωγή
λίπους από την πολυμορφική ζύμη Yarrowia lipolytica και από τους ζυγομύκητες Cunninghamella echinulata και Mortierella
isabellina, ενώ πραγματοποιήθηκε σύγκριση των αποτελεσμάτων, που επιτεύχθηκαν από τους μικροοργανισμούς αυτούς, με τη
βιβλιογραφία. Κατ’αρχήν παρουσιάστηκαν οι θεμελιώδεις βιοχημικές διαφορές που υπάρχουν μεταξύ της σύνθεσης λίπους
από υδρόφιλα υποστρώματα (η λεγόμενη και "de novo" σύνθεση μικροβιακών λιπιδίων, αρχόμενη από την εμπλοκή του
παραγόμενου από τον διάμεσο μεταβολισμό ακέτυλο-CoA) σε σχέση με τη συσσώρευση λίπους όταν υδρόφοβα υλικά (π. χ.
τριγλυκερίδια, ελεύθερα λιπαρά οξέα κλπ) χρησιμοποιήθηκαν ως υποστρώματα (η λεγόμενη και "ex novo" σύνθεση
μικροβιακών λιπιδίων, όπου δεν παράγεται λιπίδια εξ’υπαρχής από το ακέτυλο-CoA, αλλά απ’ευθείας ενσωματώνονται και
συσσωρεύονται στα μικροβιακά κύτταρα από το υπόστρωμα). Παρουσιάστηκε και συζητήθηκε, επίσης, το γεγονός ότι πέρα
από τα τυπικά της βιβλιογραφίας (συσσώρευση λίπους από σάκχαρα χρησιμοποιούμενα ως μόνο υπόστρωμα σε θρεπτικά
72
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
μέσα με υψηλό λόγο C/N), στα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν από την ερευνητική μας ομάδα η de novo σύνθεση λίπους
επηρεάζεται ιδιαίτερα και από την ταχύτητα αφομοίωσης του σακχάρου στο μέσο καλλιέργειας. Κατόπιν, παρουσιάστηκε και
συζητήθηκε το φαινόμενο της αποικοδόμησης των μικροβιακών λιπιδιακών αποθεμάτων, καθώς επίσης και οι αλλαγές οι
οποίες πραγματοποιούνται στις λιπιδιακές κλάσεις και τάξεις κατά τη διαδικασία της διεργασίας αυτής. Τέλος, συζητήθηκε η
παραγωγή των μικροβιακών λιπιδίων κατά την καλλιέργεια μικροοργανισμών σε απόβλητα, υποπροϊόντα και ανανεώσιμες
πηγές, τόσο σε υγρές καλλιέργειες όσο και σε καλλιέργειες στερεής φάσης. Τα διάφορα υποστρώματα στα οποία κυρίως
εστιάστηκε η παρούσα βιβλιογραφική σύνθεση ήταν η βιομηχανική γλυκερόλη (που αποτελεί το κύριο υποπροϊόν των
μονάδων παραγωγής καυσίμου τύπου βιοντήζελ και παραγωγής σαπώνων και ελευθέρων λιπαρών οξέων), διάφορα χαμηλής
αξίας λιπίδια (στεαρίνες, πάστες εξουδετέρωσης), απλά ή σύνθετα ζάχαρα, υδρολυμένα παραπροϊόντα τομάτας εμπλουτισμένα
με γλυκόζη κ.λπ.. Συμπερασματικά, σε αυτό το κεφάλαιο παρουσιάστηκε η βιοχημεία της παραγωγής μικροβιακών λιπιδίων
ενώ συγκρίθηκαν και σχολιάστηκαν τα ευρήματα της ερευνητικής μας ομάδας με τη διεθνή βιβλιογραφία σε σχέση με την
παραγωγή λιπών τόσο κατά την καλλιέργεια ζυμών όσο και κατά την καλλιέργεια μυκήτων σε διάφορες πηγές άνθρακα.
III.4. S. Papanikolaou. Microbial conversion of glycerol into 1,3-propanediol: Glycerol assimilation,
biochemical events related with 1,3-propanediol biosynthesis and biochemical engineering of the process. In:
Microbial conversions of raw glycerol. Ed: G. Aggelis, Nova Science Publishers Inc., New York, 2009, Chapter
X, pp. 137-168.
Στο παρόν άρθρο ανασκόπησης μελετήθηκαν οι βιοχημικές,, κινητικές και τεχνολογικές προσεγγίσεις σχετικά με τη
μετατροπή της γλυκερόλης σε 1,3-προπανοδιόλη. Η 1,3-προπανοδιόλη είναι ένα χημικό συστατικό προστιθέμενης αξίας
συντιθέμενο κυρίως μέσω χημικής διεργασίας (τεχνικές των εταιρειών Degussa-Dupont και Shell). Η αλματώδης αύξηση
στην παραγωγή βιολογικού πετρελαίου (βιοντήζελ) και η τεράστια συνακόλουθη αύξηση της παραγωγής της ακάθαρτης
γλυκερόλης ως του κύριου υποπροϊόντος (ή ενίοτε και αποβλήτου) της διεργασίας ήγηρε το θέμα της βοτεχνολογικής
αξιοποίησης της βιομηχανικής γλυκερόλης με κύριο στόχο την παραγωγή 1,3-προπανοδιόλης. Τα ανωτέρω, είχαν ως
αποτέλεσμα να θεωρηθεί η βιοτεχνολογική παραγωγή της 1,3-προπανοδιόλης ως διεργασία ανταγωνιστική της χημικής υπό
την προϋπόθεση της πλήρους αριστοποίησης της βιοδιεργασίας. Η ερευνητική μας ομάδα έχει ασχοληθεί και ασχολείται σε
βάθος με το θέμα της βιοτεχνολογικής μετατροπής της γλυκερόλης, σε 1,3-προπανοδιόλη, στο δε αυτό άρθρο ανασκόπησης
πραγματοποιήθηκε πλήρης και ενδελεχής βιβλιογραφική προσέγγιση σχετικά με την παραγωγή του χημικού αυτού προϊόντος
υψηλής προστιθέμενης αξίας με τη χρήση των βακτηρίων Clostridium butyricum Klebiella pneumoniae, Enterobacter spp. και
Citrobecter freundii. Η βιοχημεία της ζύμωσης της γλυκερόλης (π.χ. είσοδος της γλυκερόλης στο προκαρυωτικό μικροβιακό
κύτταρο, τα βιοχημικά συμβαίνοντα στην τελούμενη από τα κλωστηρίδια ή τα εντεροβακτήρια οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση
του πυροσταφυλικού οξέος που προέρχεται από την αποικοδόμηση της γλυκερόλης, κλπ) συζητήθηκε και αναλύθηκε κατά
τρόπο εκτενή. Επίσης, συζητήθηκε και αναλύθηκε εκτενώς η τεχνολογία της ζύμωσης (παραγωγή 1,3-προπανοδιόλης σε
κλειστά, ημι-συνεχή τροφοδοτούμενα και συνεχή συστήματα καλλιέργειας) από όλους τους προαναφερόμενους μικροβιακούς
"παραγωγούς" της 1,3-προπανοδιόλης, ενώ τέλος αναλύθηκαν κατά τρόπο εκτενή τα διάφορα πρότυπα τα οποία κατά καιρούς
έχουν εφαρμοστεί στη βιβλιογραφία προκειμένου να προσομοιωθεί η διεργασία. Η χρήση του μικροοργανισμού Clostridium
butyricum F2b που εφαρμόστηκε από την εραυνητική μας ομάδα έδειξε αρκετά ικανοποιητική παραγωγή 1,3-προπανοδιόλης
σε κλειστά συστήματα καλλιέργειας (τελική συγκέντρωση ~48 g/l). Από την άλλη πλευρά, περίπου η αυτή συγκέντρωση η
οποία επιτεύχθηκε για τα συνεχή συστήματα καλλιέργειας ήταν από τις υψηλότερες της διεθνούς βιβλιογραφίας για τέτοιου
είδους συστήματα. Κατά αντίστοιχο τρόπο, και η ανθεκτικότητα του στελέχους σε υψηλές συγκεντρώσεις 1,3-προπανοδιόλης
(βιολογικώς παραγόμενη + εξωγενώς προστεθείσα >80 g/l) ήταν από τις υψηλότερες της βιβλιογραφίας.
73
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
III.5. A. Koutinas and S. Papanikolaou. Biodiesel production from microbial oil. In: Handbook of biofuels
production – Processes and technologies. Eds: R. Luque, J. Campelo, J.H. Clark, Woodhead Publishing Limited,
Cambridge, 2011, Chapter 8, pp. 177-198.
Στο κεφάλαιο-άρθρο ανασκόπησης αυτό παρουσιάστηκε εκτενώς η συσχέτιση-χρήση των ετερότροφων ελαιογόνων
μικροοργανισμών (κυρίως αναφορά γίνεται στη χρήση μυκήτων και ζυμών) προς την καλλιέργεια τους για παραγωγή
προάγγελων μορίων των αλκυλ-εστέρων λιπαρών οξέων (του βιοντήζελ). Οι προάγγελοι αυτοί είναι τα διάφορα λιπίδια (κυρίως
τριγλυκερίδια) τα οποία παράγονται από τους ελαιογόνους μικροοργανισμούς σε ανανεώσιμα σακχαρούχα υλικά ή παρομοίως
μεταβολιζόμενα υποστρώματα. Τα υποστρώματα αυτά περιέχουν αλλά δεν περιορίζονται σε απλά εμπορικά σάκχαρα,
γλυκερόλη, υδρολύματα λιγνο-κυτταρινικής φύσης (μίγματα ξυλόζης και γλυκόζης, κλπ), απόνερα πλούσια σε σάκχαρα, κλπ.
Σε ένα πρώτο επίπεδο παρουσιάστηκε η βιοχημεία της παραγωγής των μικροβιακών λιπιδίων και αναλύθηκαν σε βιοχημικό
και κινητικό επίπεδο οι διαφορές οι οποίες ενυπάρχουν όταν η διεργασία πραγματοποιείται σε διάφορες υδρόφιλες (de novo) ή
υδρόφοβες (ex novo) πηγές άνθρακα χρησιμοποιούμενες ως υποστρώματα. Φυσικά, η έμφαση που δόθηκε στην παρουσίαση
αυτή, εστιάστηκε στην παραγωγή λίπους από τις διάφορες σακχαρούχες ή παρομοίως μεταβολιζόμενες πηγές άνθρακα (δεν
είναι λογικό να μιλάμε για σύνθεση βιοντήζελ όταν καλλιεργούνται ελαιογόνοι μικροοργανισμοί σε λιπίδια χρησιμοποιούμενα
ως πηγές άνθρακα) ενώ πραγματοποιήθηκαν συγκρίσεις των αποτελεσμάτων που εμφανίστηκαν στη βιβλιογραφία για τους
διαφόρους ετερότροφους μικροοργανισμούς (κυρίως μύκητες και ζύμες). Το παραγόμενο από τους ετερότροφους
μικροοργανισμούς λίπος θα αποτελέσει το υλικό εκκίνησης για να δημιουργηθεί το λεγόμενο "2ης γενιάς" βιοντήζελ. Στο
παρόν κεφάλαιο τέλος, αναφέρονται οι διάφορες μέθοδοι εστεροποίησης των μικροβιακώς παραγόμενων λιπιδίων, ενώ
παρουσιάζονται και συζητιούνται οι διάφορες οικονομικές προσεγγίσεις της παραγωγής 2ης γενιάς βιοντήζελ, καθώς και οι εν
γένει προοπτικές της παραγωγής μικροβιακών λιπιδίων για τη χρήση τους ως βιοκαύσιμα του μέλλοντος.
74
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
IV. Άρθρα ανασκόπησης σε Διεθνή Επιστημονικά Περιοδικά με Κριτές
ΙV.1. S. Papanikolaou and G. Aggelis. Biotechnological valorization of biodiesel derived glycerol waste
through production of single cell oil and citric acid by Yarrowia lipolytica. Lipid Technology, 2009, 21, 83-87
Στο παρόν άρθρο ανασκόπησης παρουσιάστηκε και αξιολογήθηκε η βιοχημική συμπεριφορά της ζύμης Yarrowia
lipolytica ACA-DC 50109 κατά την καλλιέργεια της σε αναδευόμενες φιάλες ή βιοαντιδραστήρες συνεχούς ροής με τη χρήση
της βιομηχανικής γλυκερόλης (υποπροϊόντος-αποβλήτου της διεργασίας παραγωγής βιοντήζελ) ως πηγής άνθρακος (βλ.
επίσης και εργασίες ΙΙ.6, ΙΙ.8 και ΙΙ.22). Η βιοχημεία της de novo παραγωγής ενδοκυτταρικών μικροβιακών λιπιδίων και
εξωκυτταρικών οργανικών οξέων (π.χ. κιτρικού οξέος) στα πρώτα στάδια της είναι ταυτόσημη. Η κυτταρική αύξηση η οποία
πραγματοποιήθηκε σε αναδευόμενες φιάλες δεν συνοδεύτηκε σε από αξιοσημείωτη ενδοκυτταρική συσσώρευση λίπους, καίτοι
το ποσοστό λίπους επί ξηράς μικροβιακής μάζας αυξανόταν όσο αυξανόταν η αρχική συγκέντρωση γλυκερόλης (και συνεπώς
ο αρχικός λόγος C/N). Επίσης, παρά το γεγονός ότι πραγματοποιήθηκαν δοκιμές σε διάφορες αρχικές συγκεντρώσεις
γλυκερόλης, και η αρχική συγκέντρωση ενίοτε παρουσίαζε πολύ υψηλές τιμές (π.χ. μέχρι και 164 g/l), παρατηρήθηκε υψηλή
παραγωγή βιομάζας ενώ δεν φάνηκε να εξασκείται παρεμπόδιση εκ του υποστρώματος στη μικροβιακή αύξηση. Η γλυκερόλη
καταναλώθηκε σε αξιοσημείωτα ποσά ενώ ο περιορισμός του μέσου καλλιέργειας στο άζωτο οδήγησε στην εξωκυτταρική
παραγωγή ποσοτήτων κιτρικού οξέος. Αντίθετα, αρκετά υψηλές ποσότητες οργανικών οξέων παράχθηκαν εξωκυτταρικώς. Η
μέγιστη παραγωγή του κιτρικού οξέος (62.5 g/l) κατατάσσεται στις αρκετά ικανοποιητικές που έχουν αναφερθεί στη διεθνή
βιβλιογραφία. Συγκριτικά αποτελέσματα σε σχέση με τη βιβλιογραφία όπου αναφέρεται παραγωγή κιτρικού οξέος
χρησιμοποιώντας ζυμώσεις βυθού (χρήση του μύκητα Aspergillus niger και της ζύμης Y. lipolytica) αναφέρθηκαν και
σχολιάστηκαν. Σε αντίθετη περίπτωση, σε συνεχείς καλλιέργειες του μικροοργανισμού Y. lipolytica ACA-DC 50109
παρατηρήθηκε μεταβολική μετάπτωση και στους χαμηλούς ρυθμούς αραίωσης (D μεταξύ 0.02 και 0.08 h-1) συσσωρεύτηκαν
υψηλές ποσότητες λίπους (μέχρι 3.5 g/l, 43% κ. β. λίπος επί ξηράς ουσίας), με αντίστοιχη πολύ χαμηλή παραγωγή κιτρικού
οξέος. Όταν ο ρυθμός αραίωσης αυξανόταν (D=0.08-0.13 h-1), παρατηρήθηκε μείωση της παραγωγής λίπους (σε αυτούς τους
ρυθμούς αραίωσης το ποσοστό λίπους ήταν 8-10% κ.β. επί της ξηράς ουσίας), ενώ ευνοήθηκε η παραγωγή ελεύθερης λίπους
βιομάζας. Τέλος, συγκριτικά αποτελέσματα σε σχέση με τη βιβλιογραφία όπου αναφέρεται παραγωγή μικροβιακών λιπιδίων
χρησιμοποιώντας ζυμώσεις βυθού με καλλιέργεια ζυμών αναφέρθηκαν και σχολιάστηκαν.
ΙV.2. S. Papanikolaou and G. Aggelis. Yarrowia lipolytica: a model microorganism used for the production of
tailor-made lipids. European Journal of Lipid Science and Technology, 2010, 112, 639-654
Στο παρόν άρθρο ανασκόπησης παρουσιάστηκε και αξιολογήθηκε η βιοχημική συμπεριφορά της ζύμης Yarrowia
lipolytica ACA-DC 50109 κατά την καλλιέργεια της σε αναδευόμενες φιάλες ή βιοαντιδραστήρες με τη χρήση υδρόφοβων
υλικών χαμηλού κόστους (π.χ. στεαρίνης ήτοι ενός παραγώγου λίπους ζωικής προέλευσης συντιθέμενου από κεκορεσμένα
λιπαρά οξέα, κυρίως δε το στεατικό οξύ και του υδρολυμένου ελαίου ελαϊκής κράμβης, αποτελούμενου κυρίως από ελαϊκό και
λινελαϊκό οξύ) ως πηγών άνθρακος (βλ. επίσης και εργασίες ΙΙ.5, ΙΙ.7, ΙΙ.10, ΙΙ.13 και ΙΙ.20). Παρουσιάστηκε και
αξιολογήθηκε κατ’αρχήν η μοριακή βιολογία και η βιοχημεία της παραγωγής ενδοκυτταρικών μικροβιακών λιπιδίων κατά την
αύξηση μικροοργανισμών σε υδρόφοβα υποστρώματα (ex novo σύνθεση λιπιδίων). Κατόπιν, αξιολογήθηκε η παραγωγή
βιομάζας και λιπιδίων κατά την αύξηση μικροοργανισμών (κυρίως του είδους Y. lipolytica) σε κορεσμένα υδρόφοβα υλικά (π.χ.
ζωικής προέλευσης λιπίδια, στεαρίνες, κλπ), ενώ πραγματοποιήθηκε ανάλυση της βιβλιογραφίας που σχετίζεται με την
παραγωγή λιπασών κατά την αύξηση (κυρίως) του μικροοργανισμού Y. lipolytica σε ποικίλα υδρόφοβα μέσα. Δεδομένου του
γεγονότος ότι σε πολλές από τις περιπτώσεις της βιβλιογραφίας (συμπεριλαμβανομένων και των εργασιών της ερευνητικής μας
ομάδας όπως των ΙΙ.7 και ΙΙ.20) η χρήση κορεσμένων λιπαρών υλικών ως υποστρωμάτων της ζύμης Y. lipolytica δεν είχε ως
απόρροια σημαντική βιοτροποποίηση των ενδοκυτταρικών λιπαρών οξέων του μικροοργανισμού, προκειμένου να
75
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
πραγματοποιηθεί ενδοκυτταρική συσσώρευση "εξειδικευμένων" ("specialty") λιπών με ιδιάζουσες ιδιότητες (π.χ. λιπίδια
υποκατάστατα του λίπους του κακάο ή άλλων εξωτικών σχετικά κορεσμένων λιπών πολύ υψηλής αξίας), έπρεπε να προστεθεί
και ένας "δότης" ελαϊκού οξέος προκειμένου να παραχθούν τέτοιου τύπου υψηλής αξίας λιπιδίων. Έτσι αξιολογήθηκε η
παραγωγή βιομάζας και λιπιδίων κατά την αύξηση του μικροοργανισμού Y. lipolytica ACA-DC 50109 σε μίγματα κορεσμένων
και ακόρεστων λιπαρών οξέων, και μελετήθηκε και ποσοτικοποιήθηκε η εκλεκτική εξειδίκευση του μικροοργανισμού για τα
μικρής ανθρακικής αλυσίδας κορεσμένα και για τα ακόρεστα λιπαρά οξέα σε σχέση με τα μεσαίας ανθρακικής αλυσίδας
κορεσμένα λιπαρά οξέα (το C16:0 και κυρίως το C18:0). Κατ’αυτόν τον τρόπο, παράχθηκαν λιπίδια με σύσταση
προσιδιάζουσα αυτής του λίπους του κακάο. Τέλος, αξιολογήθηκαν και συζητήθηκαν οι διάφορες στρατηγικές που έχουν
χρησιμοποιηθεί στη βιβλιογραφία προκειμένου να παραχθούν λιπίδια με σύσταση αντίστοιχη αυτής του λίπους του κακάο.
IV.3. S. Papanikolaou and G. Aggelis. Lipids of oleaginous yeasts. Part I. Biochemistry of single cell oil
production. European Journal of Lipid Science and Technology, 2011, 113, 1031-1051
Στο παρόν άρθρο ανασκόπησης αυτό παρουσιάστηκε εκτενώς η βιοχημεία της συσσώρευσης και της
αποικοδόμησης μικροβιακών λιπιδίων κατά την αύξηση ελαιογόνων μικροοργανισμών (κυρίως ζυμών) σε διάφορες υδρόφιλες
ή υδρόφοβες πηγές άνθρακα χρησιμοποιούμενες ως υποστρώματα. Κατ’αρχήν παρουσιάστηκε η βιοχημεία και η μοριακή
βιολογία της σύνθεσης λίπους από ελαιογόνους μικροοργανισμούς κατά την αύξηση τους σε υδρόφιλα υποστρώματα (de novo
σύνθεση), καθώς και οι ποσοτικές σχέσεις συντιθέμενου λίπους σε σχέση με το αναλωθέν σάκχαρο του υποστρώματος (π.χ.
διαφοροποίηση στην παραγωγή λιπιδίων σε σχέση με τη χρησιμοποίηση γλυκόζης, ξυλόζης και γλυκερόλης ως πηγής
άνθρακα). Η de novo σύνθεση μικροβιακών λιπιδίων χωρίζεται σε 3 διακριτά στάδια: κατ’αρχήν το στάδιο στο οποίο έχουμε
μεγάλη ενδοκυτταρική συσσώρευση κιτρικού οξέος και συνακολούθως ακετυλ-CoA (το οποίο συνιστά το υλικό εκκίνησης για
τη βιοσύνθεση των ενδοκυτταρικών λιπαρών οξέων), λόγω περιορισμού σε άζωτο και μερικής παύσης της λειτουργίας του
κύκλου του Krebs. Σε επόμενο στάδιο έχουμε συσσώρευση ακυλο-CoA ομάδων λόγω δράσεων αντίστροφων της διεργασίας
της β-οξείδωσης μέσω αντιδράσεων καταλυόμενων από τις συνθετάσες των λιπαρών οξέων (σύμπλοκο FAS). Τέλος, έχουμε
σύνθεση ενδοκυτταρικών τριγλυκεριδίων από τις συντιθέμενες ακυλο-CoA ομάδες. Θεμελιώδεις βιοχημικές διαφορές
υπάρχουν μεταξύ της σύνθεσης λίπους από υδρόφιλα υποστρώματα (de novo σύνθεση) σε σχέση με τη συσσώρευση λίπους όταν
υδρόφοβα υλικά (π. χ. τριγλυκερίδια, ελεύθερα λιπαρά οξέα, κλπ) χρησιμοποιήθηκαν ως υποστρώματα (ex novo σύνθεση). Η
αύξηση μικροοργανισμών σε λιπαρές πρώτες ύλες έχει ως απόρροια απ’ευθείας ενσωμάτωση των εξωκυτταρικών λιπαρών
οξέων εντός των κυτταρικών δομών (κυττάρων ή μυκηλίων) η οποία όμως δεν είναι τυχαία αλλά εκλεκτική, με αποτέλεσμα
τροποποίηση της σύνθεσης σε λιπαρά οξέα του λιπαρού υποστρώματος που χρησιμοποιείται ως πηγή άνθρακος του
μικροοργανισμού σε σχέση με το αρχικό λιπαρό υπόστρωμα το οποίο χρησιμοποιήθηκε. Επίσης, τα ενσωματωμένα
ενδοκυτταρικά λιπαρά οξέα δύνανται να υποστούν τροποποιήσεις (π.χ. αντιδράσεις αποκορεσμού ή επιμήκυνσης), ή και
εκλεκτική οξείδωση προς γένεση βιολογικής ενέργειας, με απόρροια και σε αυτό το επίπεδο τροποποίηση της σύστασης σε
λιπαρά οξέα του συσσωρευθέντος μικροβιακού λίπους σε σχέση με το αρχικό λιπαρό υπόστρωμα. Τέλος, παρουσιάστηκε και
συζητήθηκε εκτενώς το φαινόμενο της αποικοδόμησης των μικροβιακών λιπιδιακών αποθεμάτων, καθώς επίσης και οι αλλαγές
οι οποίες πραγματοποιούνται στις λιπιδιακές κλάσεις και τάξεις κατά τη διαδικασία της διεργασίας αυτής. Συμπερασματικά, σε
αυτό το κείμενο παρουσιάστηκε και συζητήθηκε ενδελεχώς η βιοχημεία της παραγωγής μικροβιακών λιπιδίων κατά την
καλλιέργεια (κυρίως) ζυμών σε διάφορες πηγές άνθρακα οι οποίες χρησιμοποιούνται ως υποστρώματα αύξησης.
IV.4. S. Papanikolaou and G. Aggelis. Lipids of oleaginous yeasts. Part II. Technology and potential
applications. European Journal of Lipid Science and Technology, 2011, 113, 1052-1073
Στο παρόν άρθρο ανασκόπησης παρουσιάστηκε και συζητήθηκε ενδελεχώς η μικροβιακή τεχνολογία, η
βιοδιεργασία και η βιοχημική μηχανική της παραγωγής μικροβιακών λιπιδίων μέσω της χρήσης (κυρίως) ελαιογόνων ζυμών.
76
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Επίσης παρουσιάστηκαν και συζητήθηκαν εκτενώς οι δυο κυριότερες εφαρμογές της παραγωγής λιπιδίων μέσω της χρήσης
ζυμών, ήτοι η ενδοκυτταρική συσσώρευση μη-εξειδικευμένων (δηλαδή με συνήθη σύσταση σε λιπαρά οξέα προσιδιάζουσα
αυτής των κοινών όχι ιδιαιτέρως ακριβών φυτικών ελαίων) λιπιδίων, τα οποία θα χρησιμοποιηθούν ως υλικά εκκίνησης για την
παραγωγή του 2ης γενιάς βιοντήζελ, είτε η παραγωγή "εξειδικευμένων" ("specialty") λιπών με ιδιάζουσες ιδιότητες (π.χ. λιπίδια
υποκατάστατα του λίπους του κακάο ή άλλων εξωτικών σχετικά κορεσμένων λιπών πολύ υψηλής αξίας). Σε πρώτη φάση
συζητήθηκε σε επίπεδο κινητικής η σύνθεση λιπιδίων που παράγονται μέσω του de novo ή του ex novo βιοχημικού σχήματος.
Κατόπιν, παρουσιάστηκαν κατά τρόπο ενδελεχή και συζητήθηκαν εκτενώς οι διάφορες μαθηματικές προσεγγίσεις
σχετιζόμενες με την προτυποποίηση (modelling) της βιοδιεργασίας παραγωγής λιπιδίων είτε μέσω του de novo είτε του ex novo
μηχανισμού. Σε επόμενο στάδιο συζητήθηκαν οι διάφορες παράμετροι οι οποίες επηρεάζουν τη σύνθεση και τη σύσταση σε
λιπαρά οξέα των μικροβιακών λιπιδίων (π.χ. ο αρχικός λόγος C/N, η πηγή άνθρακα, η θερμοκρασία επώασης, κλπ), με την
έμφαση να δίδεται στη σύνθεση λιπιδίων κατά την καλλιέργεια μικροοργανισμών σε απλά εμπορικά σάκχαρα, γλυκερόλη,
υδρολύματα λιγνο-κυτταρινικής φύσης (μίγματα ξυλόζης και γλυκόζης, κλπ), απόνερα πλούσια σε σάκχαρα, τυρόγαλα, κλπ, τα
οποία θα χρησιμοποιηθούν ως πρώτη ύλη για την παραγωγή των 2ης γενιάς βιοκαυσίμων. Επίσης, αξιολογήθηκαν και
συζητήθηκαν οι διάφορες στρατηγικές που έχουν χρησιμοποιηθεί στη βιβλιογραφία (μεταξύ αυτών και της ερευνητικής μας
ομάδας) προκειμένου να παραχθούν λιπίδια με σύσταση αντίστοιχη αυτής του λίπους του κακάο ή άλλων εξωτικών λιπών
υψηλού κόστους. Τέλος, παρουσιάστηκαν και συζητήθηκαν οι διάφορες οικονομικές προσεγγίσεις της παραγωγής είτε 2ης
γενιάς βιοντήζελ είτε υποκατάστατων του λίπους του κακάο, καθώς και οι εν γένει προοπτικές της μελλοντικής παραγωγής
μικροβιακών λιπιδίων για τη χρήση τους ως βιοκαύσιμα ή τρόφιμα υψηλής διατροφικής και εμπορικής σημασίας.
IV.5. S. Papanikolaou. Oleaginous yeasts: Biochemical events related with lipid synthesis and potential
biotechnological applications. Fermentation Technology, 2012, 1, e103, doi:10.4172/2167-7972.1000e103
Στο συγκεκριμένο άρθρο ανασκόπησης παρουσιάστηκε και συζητήθηκε η βιοχημεία και τεχνολογία της παραγωγής
μικροβιακών λιπιδίων μέσω της χρήσης ελαιογόνων ζυμών. Επίσης παρουσιάστηκαν και συζητήθηκαν οι δυο κύριες
εφαρμογές της παραγωγής λιπιδίων μέσω της χρήσης ζυμών, ήτοι η ενδοκυτταρική συσσώρευση μη-εξειδικευμένων λιπιδίων,
τα οποία θα αποτελέσουν τους προάγγελους σύμθεσης του 2ης γενιάς βιοντήζελ, είτε η παραγωγή "εξειδικευμένων"
("specialty") λιπών με ιδιάζουσες ιδιότητες (π.χ. λιπίδια υποκατάστατα του λίπους του κακάο ή άλλων εξωτικών λιπών πολύ
υψηλής αξίας). Έτσι σε πρώτη φάση συζητήθηκε σε επίπεδο βιοχημείας και κινητικής η σύνθεση λιπιδίων που παράγονται
μέσω του de novo ή του ex novo βιοχημικού σχήματος. Επίσης συζητήθηκε η δυνατότητα χρήσης αποβλήτων κυρίως της
βιομηχανίας των τροφίμων προς παραγωγή των μικροβιακών λιπιδίων. Τέλος, παρουσιάστηκαν και αξιολογήθηκαν οι
εφαρμογές των λιπιδίων που παράγονται από τις ελαιογόνες ζύμες.
77
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
V. Ερευνητικές δημοσιευμένες εργασίες στα πρακτικά διεθνών συνεδρίων με κριτές (πλήρη άρθρα)
V.1. Performance determination of a single cell oil process.
L. Muniglia, S. Papanikolaou, C. Fonteix and I. Marc. In the "Proceedings of 17th Inter. Conference of the
System Dynamics Society and 5th Austr. and N. Zeal. Syst. Conference. Systems Thinking for the Next
Millenium", Wellington, New Zealand, 1999, 9 pages.
Στην επιστημονική αυτή εργασία μελετήθηκε η δυνατότητα αριστοποίησης της παραγωγής ενός μικροβιακού λίπους
υποκαταστάτου του βουτύρου του κακάο από τη ζύμη Yarrowia lipolytica LGAM S(7)1 (ACA-DC 50109), με τη βοήθεια μιας
καινούργιας προσέγγισης στηριζόμενης στη "fuzzy logic", η οποία καλείται Fuzzy Dynamic Experimental Design –
F.D.E.D.. Mε τη βοήθεια του F.D.E.D. μπορούμε να έχουμε ένα μέγιστο πληροφοριών αναφορικά με τη διεργασία
συσσώρευσης λίπους από το μικροοργανισμό μας, με ένα ελάχιστο πειραματικών δεδομένων. Συγκεκριμένα, οι παράγοντες οι
οποίοι επιλέχθηκαν προκειμένου να περιγραφεί το μέσο της καλλιέργειας ήταν η πηγή άνθρακα και ο λόγος C/N, αφού
προκαταρτικά πειράματα και βιβλιογραφικά δεδομένα έδειξαν ότι η βιοδιεργασία συσσώρευσης λίπους στους ελαιογόνους
μικροοργανισμούς (και στην Yarrowia lipolytica) επηρεάζεται κατά τρόπο κρίσιμο τόσο από την πηγή άνθρακα όσο και από το
λόγο C/N του θρεπτικού υλικού. Οι τρεις πηγές άνθρακα που επιλέχθηκαν λόγω του χαμηλού κόστους τους και των πολύ
ενδιαφερόντων χαρακτηριστικών τους ήταν η γλυκόζη, η στεαρίνη (παραπροϊόν σαπωνοποιΐας συντιθέμενο από C18:0 και
C16:0) και η βιομηχανική-ακάθαρτη γλυκερόλη. Οι πρώτοι δύο από τους τρεις παράγοντες που επιλέχθηκαν, σχετίζονται με
το συνολικό άνθρακα του υποστρώματος ο οποίος προέρχεται από τη στεαρίνη (x) και τη βιομηχανική γλυκερόλη (y) (είναι
προφανές ότι ο προερχόμενος άνθρακας από τη γλυκόζη δεν τίθεται ως παράγοντας αφού εύκολα μπορεί να προσδιοριστεί
από τα x και y). Ο τρίτος παράγοντας z μας επιτρέπει να γνωρίζουμε το άζωτο της καλλιέργειας, αφού αντιπροσωπεύει τον
αρχικό λόγο C/N του μέσου. Tα κριτήρια της αριστοποίησης που επιλέχθηκαν ήταν η παραγωγικότητα των κυτταρικών
λιπιδίων (g λιπους/g βιομάζας.h), ο συντελεστής βιομετατροπής (C λίπους/ολικός καταναλωθείς C) και η σύσταση του
κυτταρικού λίπους (% κ.β. ακορέστων λιπαρών οξέων επί του κυτταρικού λίπους). 14 κινητικές με τις τρεις διαφορετικές πηγές
άνθρακα χρησιμοποιούμενες σε μίγματα και με ποικίλους αρχικούς λόγους C/N έλαβαν χώρα προκειμένου να υπάρξει
κάλυψη (covering) του "πειραματικού χώρου", ενώ χρησιμοποιήθηκε και ένα δεύτερου βαθμού πολυωνυμικό πρότυπο για να
υπολογιστούν οι τιμές των κριτηρίων αριστοποίησης. H σύγκριση μεταξύ των πειραματικών δεδομένων και των τιμών που
προσδιορίστηκαν από το πρότυπο ήταν ικανοποιητική. Άλλες 7 μικροβιακές καλλιέργειες έλαβαν χώρα προκειμένου να
επαληθευτεί το πρότυπο, και εκ νέου η σύγκλιση μεταξύ των πειραματικών δεδομένων και αυτών που προβλέπονται από το
πρότυπο ήταν ικανοποιητική. Ως συμπέρασμα, με τη βοήθεια του F.D.E.D. και έχοντας καλύψει με τα αρχικά πειράματα τον
πειραματικό χώρο, μπορούμε να προβλέψουμε κατά τρόπο σαφή και ικανοποιητικό τα αποτελέσματα που θα επιτύχουμε
όσον αφορά στη σύσταση και την ποσότητα του λίπους της Yarrowia lipolytica στις διάφορες καλλιέργειες που θα λάβουν χώρα
με τη στεαρίνη, τη γλυκόζη και τη γλυκερόλη (συγ)χρησιμοποιούμενες ως υποστρώματα.
V.2. Production of a cocoa-butter substitute from industrial fats by Yarrowia lipolytica.
S. Papanikolaou, I. Chevalot, G. Aggelis, M. Komaitis and I. Marc. In the "Proceedings of the lipases and
lipids conference. Lipases and lipids: structure, function and biotechnological applications", Crete University
Press, Greece, 2000, p. 389-397.
Στην ερευνητική αυτή μελέτη, η οποία προηγήθηκε της δημοσίευσης II.5, εξετάστηκε η αύξηση και η
συσσώρευση/αποικοδόμηση λίπους της ζύμης Yarrowia lipolytica LGAM S(7)1, κατά την ανάπτυξη της σε ένα μιγμα
στεαρίνης/υδρόλυματος ελαϊκής κράμβης. Η παρούσα εργασία συνιστά σύνθεση των εργασιών ΙΙ.5 & ΙΙ.13, που έχουν ήδη
αναλυθεί.
78
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
V.3. Formation and degradation of storage substances by microorganisms: Modeling and applications.
G. Aggelis, A. Kavadia, K. Papalopoulos, S. Papanikolaou, I. Chevalot, T. Tryfona, H. Gema, I. Kefalogianni,
I. Chatzipavlidis, D. Dimou, F. Blanchard, M. Komaitis and I. Marc. In the "International conference of
Microbial Biotechnology, Trade and Public Policy", Osmania University, Hyderabad, India, 2000, 11 p.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η προσομοίωση της συσσώρευσης αποθηκευτικών υλικών κατά την καλλιέργεια
διαφόρων μικροοργανισμών (ζυμών, μυκήτων και βακτηρίων) ενώ αναπτύχθηκε και η δυνατότητα της βιομηχανικής
εφαρμογής των μικροβιακών αυτών υλικών. Τα μικροβιακά αποθησαυριστικά υλικά μπορεί να είναι λιπίδια ή (έξω- και ένδο-)
πολυσακχαρίδια. Eφαρμόστηκαν αριθμητικά πρότυπα με εξισώσεις τύπου Monod, Williams και Verlhust προκειμένου να
προσομοιωθεί η κινητική της ζύμης Yarrowia lipolytica και του μύκητα Mucor circinelloides κατά την καλλιέργεια τους σε
βιομηχανικά λίπη, του ζυμοειδούς Aureobasidium pullulans σε μίγματα γλυκόζης και πηκτίνης, διαφόρων ζυγομυκήτων σε
γλυκόζη, του βακτηρίου Azotobacter vinelandii σε ΥΑΕ καθώς επίσης και βακτηρίων του γένους Azospirillum sp. σε μηλικό οξύ.
Οι βιοτεχνολογικές εφαρμογές είναι πολλές. Η ζύμη Yarrowia lipolytica καλλιεργούμενη σε μίγματα στεαρίνης και
βιομηχανικής γλυκερόλης συνέθεσε 3.5 g/l λίπος με σύσταση προσομοιάζουσα αυτής του λίπους του κακάο. Πολλοί
ζυγομύκητες καλλιεργούμενοι σε γλυκόζη συνέθεσαν μικροβιακό λίπος που περιείχε 5-15% κ.β. γ-λινολενικό οξύ. Ο μύκητας
Cunninghamella sp. όταν καλλιεργήθηκε σε φλοιούς πορτοκαλιού (ένα σημαντικό παραπροϊόν των γεωργικών βιομηχανιών)
αποθήκευσε λίπος που περιείχε περίπου 6% κ.β. γ-λινολενικό οξύ. Βακτήρια του γένους Azospirillum spp. καλλιεργούμενα σε
μηλικό οξύ συνέθεσαν ενδοκυτταρικά και εξωκυτταρικά πολυσακχαρίδια, ενώ τέλος το βακτήριο Azotobacter vinelandii
αναπτυσσόμενο σε Υ.Α.Ε. παρήγαγε σε μεγάλα ποσά εξωπολυσακχαρίδια.
V.4. D. Iconomou, S. Papanikolaou, M. Karayanni–Christou, D. Dimou and G. Aggelis. Biotreatment of olive
oil mill wastewaters using Pleurotus spp. Second International Seminar OLIVEBIOTEQ, Marsala – Mazara del
Vallo, Italy, 2006.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η αύξηση του Βασιδιομύκητα Pleurotus ostreatus σε Υγρά Απόβλητα
Ελαιουργείων (Υ.Α.Ε.) χρησιμοποιούμενα από το μικροοργανισμό αυτό ως μοναδική πηγή άνθρακα και ενέργειας. Τα Υ.Α.Ε.
αποτοξινώθηκαν ενώ παράχθηκαν εξωκυτταρικώς οξειδωτικά ένζυμα (λακκάσες). Περαιτέρω έγινε και βιολογική εκτίμηση της
βιοδιεργασίας καθόσον μελετήθηκε η τοξικότητα τόσο για τα ανεπεξέργαστα όσο και για τα επεξεργασμένα με το
μικροοργανισμό Υ.Α.Ε. έναντι φυτών και αρθροπόδων. Η παρούσα εργασία συνιστά μέρος της εργασίας ΙΙ.12 που έχει ήδη
αναλυθεί.
V.5. S. Papanikolaou, O. Gortzi, E. Margeli, P. Mitliaga, P. Diamantopoulou and S. Lalas. Effect upon cellular
lipid composition and growth of Yarrowia lipolytica of essential oil from Citrus cinensis cv New Hall – Citrus
aurantium. 5th International Congress on Food Technology, Thessaloniki, Greece, 2007, pp. 343-349.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η επίδραση του αιθερίου ελαίου του φυτού Citrus cinensis cv new hall – Citrus
aurantium στην αύξηση και τη βιοχημική της ζύμης Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109. Ο μικροοργανισμός καλλιεργήθηκε
υπό αερόβιες συνθήκες σε φιάλες, χρησιμοποιώντας την εμπορική γλυκόζη (προϊόν χαμηλής αξίας χρησιμοποιούμενο σε
διάφορες βιοτεχνίες ζαχαροπλαστικής) σε αρχική συγκέντρωση 25 g/l, ενώ το περιβάλλον της αύξησης ήταν πλούσιο σε
άζωτο προκειμένου να κατευθυνθεί ο μεταβολισμός προς τη σύνθεση βιομάζας. Το αιθέριο έλαιο προστέθηκε στο περιβάλλον
της αύξησης σε ποικίλες αρχικές ποσότητες [0.0 (μάρτυρας), 0.3. 0.5 1.5 ml/l], και βρέθηκε ότι ακόμη και για τις πολύ μικρές
προστεθείσες συγκεντρώσεις του αιθερίου ελαίου, υπήρξε σημαντική παρεμπόδιση (εκφραζόμενη ως μέγιστη συγκέντρωση
ξηράς μάζας) στη μικροβιακή αύξηση. Η αύξηση της προστεθείσας ποσότητας του ελαίου είχε ως απόρροια μείωση της
μέγιστης επιτευχθείσας συγκέντρωσης βιομάζας, ενώ περαιτέρω όσο αυξανόταν η συγκέντρωση του ελαίου αυξανόταν και ο
χρόνος προσαρμογής (lag phase) της καλλιέγειας. Σημαντική επίδραση υπήρξε και στη σύσταση των κυτταρικών λιπιδίων της
79
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
καλλιέργειας, καθόσον όσο αυξανόταν η προστεθείσα ποσότητα του ελαίου στο μέσο της καλλιέργειας, τόσο αυξανόταν το
ποσοστό (%, κ.β.) των κεκορεσμένων κυτταρικών λιπαρών οξέων, και δη των λιπαρών οξέων με μέση ανθρακική αλυσίδα
(C12:0 – λαυρικό οξύ και C14:0 – μυριστικό οξύ). Συμπερασματικά, η προσθήκη μικρών συγκεντρώσεων του αιθερίου ελαίου
του φυτού Citrus cinensis cv new hall – Citrus aurantium είχε ως αποτέλεσμα πού μεγάλη διαφοροποίηση στη βιοχημική
συμπεριφορά της ζύμης Yarrowia lipolytica.
V.6. S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis and G. Aggelis. Lipid production by the
polymorphic yeast Yarrowia lipolytica growing on single-stage continuous culture with industrial glycerol used as
the sole substrate. 5th International Congress on Food Technology, Thessaloniki, Greece, 2007, pp. 350-356.
Κατά την παρούσα εργασία μελετήθηκε η κυτταρική ανάπτυξη, η συσσώρευση λίπους και η παραγωγή κιτρικού
οξέος στην ζύμη Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109 [LGAM S(7)1] κατά την καλλιέργεια της χρησιμοποιώντας τη
βιομηχανική γλυκερόλη ως υπόστρωμα. Πραγματοποιήθηκαν καλλιέργειες σε κλειστό σύστημα (φιάλες) και σε συνεχές
σύστημα, με το άζωτο να συνιστά το περιοριστικό για την αύξηση στοιχείο. Ο μεταβολισμός διαφοροποιήθηκε αξιοσημείωτα
σε σχέση με τον τρόπο καλλιέργειας. Τα αποτελέσματα συνιστούν μέρος των εργασιών ΙΙ.6 και ΙΙ.22.
V.7. S. Papanikolaou, P. Diamantopoulou, A. Philippoussis, A. Koutinas, M. Komaitis and G. Aggelis.
Biotechnological conversions of agro-industrial residues with the use of higher fungi: the case of waste cooking
oils and biodiesel-derived crude glycerol. 1st Medicinal Crops International Conference (Medicrops ’11), Athens,
Greece, 2011, (oral presentation), 8 pages.
Κατά την παρούσα εργασία μελετήθηκε η κυτταρική αύξηση και η παραγωγή μεταβολιτών και ενζύμων κατά την
καλλιέργεια ανωτέρων μυκήτων σε υποστρώματα με βάση τηγανισμένα – απόβλητα έλαια ή βιομηχανική γλυκερόλη. Τα
αποτελέσματα συνιστούν μέρος των εργασιών ΙΙ.34 και ΙΙ.43.
80
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
VΙ. Ερευνητικές δημοσιευμένες εργασίες (περιλήψεις) ή/και posters στα πρακτικά διεθνών
συνεδρίων με κριτές
VΙ.1. S. Papanikolaou, S. Fakas, M. Galiotou and G. Aggelis. Production of reserve lipid and enzymes by
oleaginous Zygomycetes cultivated on renewable resources. In the workshop COST D25: Applied Biocatalysis,
Athens, Greece, 2004, Abstract, pp. 101.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η συσσώρευση αποθηκευτικών λιπαρών υλικών και η έκκριση υδρολυτικών
ενζύμων κατά την καλλιέργεια μυκήτων της κλάσης Mucorales (στελέχη Mortierella isabellina ATHUM 2935 και Cunninghamella
echinulata ATHUM 4411) όταν αυτοί καλλιεργήθηκαν σε διάφορες ανανεώσιμες πηγές άνθρακα (εμπορική γλυκόζη, άμυλο,
εμπορική λακτόζη, πηκτίνη), χρησιμοποιούμενες ως υποστρώματα. Τα αποτελέσματα της εργασίας δημοσιεύτηκαν σε διεθνές
περιοδικό (βλ. εργασία ΙΙ.21).
VΙ.2. S. Fakas, M. Metsoviti, S. Papanikolaou and M. Galiotou. Screening of yeasts for food enzymes
production. In the workshop COST D25: Applied Biocatalysis, Athens, Greece, 2004, Abstract, pp. 102.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η έκκριση υδρολυτικών ενζύμων κατά τη διαδικασία screening ζυμών της
συλλογής του Εργαστηρίου Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων. Τα ένζυμα τα οποία μελετήθηκαν ήταν αμυλάσες,
πρωτεάσες, κυτταρινάσες, ξυλανάσες, πηκτινάσες και β-γλυκοσιδάση.
VΙ.3. S. Papanikolaou, M. Fick, I. Chevalot, M. Galiotou, M. Komaitis, I. Marc and G. Aggelis. 1,3Propanediol and citric acid production from glycerol-containing waste discharged after bio-diesel manufacturing
process. 2nd International Congress on Bioprocesses in Food Industries, University of Patras, Greece, 2006,
Abstract, pp. 38.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η δυνατότητα βιοτεχνολογικής αξιοποίησης της βιομηχανικής γλυκερόλης
παράγοντας 1,3-προπανοδιόλη και κιτρικό οξύ. Τα αποτελέσματα της εργασίας δημοσιεύτηκαν σε διεθνές περιοδικό (βλ.
εργασία ΙΙ.22).
VΙ.4. I. Kefalogianni, A. Gianouli, V. Tsagou, S. Fakas, S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis
and G. Aggelis. The microflora of olive fruit stored under industrial conditions prior to oil extraction. 2 nd
International Congress on Bioprocesses in Food Industries, University of Patras, Greece, 2006, Abstract, pp.
134.
Στην παρούσα εργασία απομονώθηκαν μικροοργανισμοί (βακτήρια, ζύμες και μύκητες) από τον ελαιόκαρπο.
Ακολουθήθηκαν κλασσικές τεχνικές απομόνωσης και ταυτοποιήθηκαν και απομονώθηκαν ποικίλα στελέχη από τα γένη των
μικροοργανισμών Corynebacterium sp., Actinomyces sp., Caseobacter sp., Alcaligenes sp., Francisella sp., Pseudomonas sp., Vibrio sp.,
Xanthomonas sp., Candida sp, Rhodotorula sp., Aspergillus sp., Panicillium sp., Mortierella sp. και Mucor sp..
VΙ.5. S. Fakas, S. Papanikolaou, G. Aggelis, M. Komaitis and M. Galiotou-Panayotou. Bioconversion of
tomato wastes hydrolysate into single-cell oil. 2nd International Congress on Bioprocesses in Food Industries,
University of Patras, Greece, 2006, Abstract, pp. 140.
81
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η παραγωγή μικροβιακών λιπιδίων κατά την καλλιέργεια του μύκητα
Cunninghamella echinulata ATHUM 4411 σε εμπλουτισμένα με γλυκόζη υδρολυμένα παραπροϊόντα της βιομηχανίας τομάτας.
Τα αποτελέσματα της εργασίας αποτέλεσαν μέρος δημοσίευσης σε διεθνές περιοδικό (βλ. εργασία ΙΙ.25).
VΙ.6. O. Gortzi, S.Papanikolaou, S. Lalas, M. Galiotou-Panayotou and P. Mitliaga. Effect of essential oil of
Citrus cinensis cv new hall – Citrus aurantium (indigenous in Greece) upon growth of Yarrowia lipolytica – POSTER.
Abstract published in Planta Medica 72: pp. 1074 (P 312) (2006).
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η επίδραση του αιθερίου ελαίου του φυτού Citrus cinensis cv new hall – Citrus
aurantium στην αύξηση της ζύμης Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109. Τα αποτελέσματα της εργασίας αποτέλεσαν μέρος
δημοσίευσης σε πλήρες άρθρο διεθνούς συνεδρίου με κριτές (βλ. εργασία ΙV.5).
VΙ.7. S. Fakas, S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, Th. Mazioti, M. Komaitis, G. Aggelis. Biochemistry
and biotechnology of single cell oil. International conference on new horizons in biotechnology, Trivandrum,
India, 2007, Book of Abstracts pp. 9-10
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η συσσώρευση και η αποικοδόμηση μικροβιακού λίπους κατά την καλλιέργεια
του ελαιογόνου ζυγομύκητα Cunninghamella echinulata ATHUM 4411 σε διάφορες πηγές άνθρακα. Τα αποτελέσματα της
εργασίας αποτέλεσαν μέρος δημοσιεύσεων (βλ. εργασίες ΙΙ.15, ΙΙ.18 και ΙΙ.19).
VΙ.8. P. Diamantopoulou, T. Varzakas, K. Papadopoulou, G. Parissopoulos, S. Papanikolaou, S. Roussos, A.
Philipoussis. Evaluating the growth and lignocellulolytic enzymes of Ganoderma species during SSF of
agricultural and littoral residues. II International Conference on Environmental, Industrial and Applied
Microbiology (BioMicroWorld 2007), Seville, Spain, 2007, Abstract Code 387, p. 685.
Η παρούσα εργασία αφορούσε στη μελέτη της ζύμωσης στερεάς φάσης (Solid state fermentation – SSF) κατά την
οποία στελέχη του φαρμακευτικού βασιδιομύκητα Ganoderma sp. αυξήθηκαν σε διάφορα λιγνοκυτταρινούχα υλικά
(ανανεώσιμες πηγές άνθρακα) τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως υποστρώματα. Τα ευτελούς κόστους υλικά τα οποία
χρησιμοποιήθηκαν στις ζυμώσεις ήταν πίτυρα σίτου, στερεά υποπροϊόντα της μεταποίησης φασολιών και υπολείμματα τύπου
"καλαμιών" (π. χ. Typha angustifolia). Τα στελέχη παρουσίασαν ικανοποιητικό αποικισμό στα διάφορα στερεά απόβλητα με τα
υπολείμματα τύπου "καλαμιών" να συνιστούν το πιο ικανοποιητικό υπόστρωμα αύξησης. Μελετήθηκε επίσης και η παραγωγή
των ενζύμων λακκάση και ενδογλυκανάση.
VΙ.9. D. Sarris, Y. Kotseridis, S. Papanikolaou, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis. Production of bioethanol and removal of fungicide during growth of a newly isolated Saccharomyces cerevisiae strain on enriched
grape musts. 4th International Greek Biotechnology Forum Athens, Greece, 2008 (Poster) (Στο ανωτέρω
συνέδριο βραβεύτηκαν οι καλύτερες 4 πειραματικές εργασίες, και μεταξύ αυτών ήταν και η εργασία V.9)
Η παρούσα εργασία αφορούσε στη μελέτη της ζύμωσης εμπλουτισμένου με σάκχαρα χυμού σταφυλής με τη χρήση
του στελέχους Saccharomyces cerevisiae ΜΑΚ-1. Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν υπό τη μορφή πλήρους άρθρου σε Ελληνικό
συνέδριο (βλ. VI.5).
VΙ.10. A. André, P. Diamantopoulou, D. Sarris, M. Galiotou-Panayotou, A. Philippoussis, S. Papanikolaou.
Bioconversion of crude glycerol, waste discharged after bio-diesel production process, into biomass, oxalic acid
82
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
and microbial lipid. 6th Euro Fed Lipid Congress: Oils, fats and lipids in the 3rd Millenium: Challenges,
achievements and perspectives. Athens, Greece, 2008, (Oral presentation)
Η παρούσα εργασία αφορούσε στη μελέτη της αύξησης και της παραγωγής μεταβολικών προϊόντων κατά την αύξηση
στελεχών των μυκήτων Lentinula edodes και Aspergillus niger σε υποστρώματα με βάση τη βιομηχανική γλυκερόλη. Ο
φαρμακευτικός βασιδιομύκητας Lentinula edodes καλλιεργήθηκε σε περιοριστικά σε άνθρακα μέσα και παρουσίασε μια βραδεία
αύξηση (βιομάζα περί τα 3.5±0.5 g/l, αναλωθείσα γλυκερόλη 7.5±0.5 g/l) μετά από 12-ημερών καλλιέργεια σε pH=4.0,
T=25 °C και ανάδευση 60 rpm. Στελέχη του αδηλομύκητα Aspergillus niger καλλιεργήθηκαν σε περιοριστικά σε άζωτο μέσα
και σε ζύμωση 6 ημερών παρήγαγαν ικανοποιητικές ποσότητες βιομάζας (7.5-9.5 g/l) η οποία περιείχε λιπίδια σε ποσοστό
25-50% κ.β. επίξηράς μάζας. Ταυτοχρόνως παράχτηκε και οξαλικό οξύ σε αρκετα ικανοποιητικές συγκεντρώσεις (10-12 g/l).
Τα αποτελέσματα αυτά δημοσιεύτηκαν σε διεθνές περιοδικό (ΙΙ.34).
VΙ.11. D. Sarris, M. Galiotou-Panayotou, M. Komaitis, S. Papanikolaou. Biomass and citric ccid production by
Yarrowia lipolytica cultivated on olive oil mill wastewater-based media. 6th Euro Fed Lipid Congress: Oils, fats and
lipids in the 3rd Millenium: Challenges, achievements and perspectives. Athens, Greece, 2008, Poster BIOT 003
Στο επιστημονικό αυτό θέμα μελετήθηκε η βιοχημική συμπεριφορά της ζύμης Yarrowia lipolytica ACA-YC 5033
όταν αυτή καλλιεργήθηκε σε συστήματα κλειστού τύπου (batch-flask cultures) με θρεπτικό μέσο εμπλουτισμένο με υγρά
απόβλητα ελαιουργείων (Υ.Α.Ε.). Οι μελέτες πραγματοποιήθηκαν τόσο σε περιοριστικές σε άνθρακα όσο και σε περιοριστικές
σε άζωτο συνθήκες, ενώ μελετήθηκε τόσο η παραγωγή προϊόντων όσο και η αποφαινόλωση και ο αποχρωματισμός του
αποβλήτου. Τα αποτελέσματα αυτά δημοσιεύτηκαν σε διεθνές περιοδικό (ΙΙ.46).
VΙ.12. A. Chatzifragkou, C. Gardeli, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou, S. Papanikolaou. Lipid and γlinolenic acid accumulation by Mortierella isabellina growing on sugar-based renewable substrates. 6th Euro Fed
Lipid Congress: Oils, fats and lipids in the 3rd Millenium: Challenges, achievements and perspectives. Athens,
Greece, 2008, Poster BIOT 005
Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της βιοχημικής δυνατότητας του στελέχους Mortierella isabellina
ATHUM 2935 προκειμένου τούτο να συσσωρεύσει μικροβιακό λίπος με σημαντικές ποσότητες γ-λινολενικού οξέος (GLA),
κατά την καλλιέργειά του σε σακχαρούχες ανανεώσιμες πηγές άνθρακα. Τα αποτελέσματα αυτά αποτελούν μέρος δημοσίευσης
σε διεθνές περιοδικό (βλ. ΙΙ.39).
VI.13. M. Metsoviti, N. Kantzas, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou. Production of
2,3-butanediol and ethanol by a newly isolated Citrobacter freundii strain cultivated on mixtures of raw glycerol
and commercial glucose. International Conference Biosystems Analysis and Engineering (BioSys 2009),
Hamburg, Germany, 2009, Poster 28, Abstract, pp. 48.
Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της βιοχημικής συμπεριφοράς ενός νέου απομονωμένου
στελέχους του είδους Citrobacter freundii το οποίο καλλιεργήθηκε σε αναδευόμενες φιάλες υπό αναεροβίωση, με την εμπορική
γλυκόζη και την ακάθαρτη γλυκερόλη χρησιμοποιούμενες ως απλές ή μικτές πηγές άνθρακα από το στέλεχος. Κατά την
αύξηση στην εμπορική γλυκόζη υπό αναερόβιες συνθήκες, ο μεταβολισμός κατευθύνθηκε κυρίως προς την παραγωγή της 2,3βουτανοδιόλης (μέγιστη συγκέντρωση 30.1 g/l, συντελεστής απόδοσης 0.46 g/g). Όταν χρησιμοποιήθηκε η ακάθαρτη
γλυκερόλη ως υπόστρωμα, παρατηρήθηκε μεταβολική μετάπτωση και παραγωγή κυρίως αιθανόλης (μέγιστη συγκέντρωση
12.8 g/l, συντελεστής απόδοσης 0.46 g/g). Οι αρκετά υψηλές αυτές συγκεντρώσεις, τόσο για τη 2,3-βουτανοδιόλη όσο και για
83
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
την αιθανόλη καθιστούν το νέο αυτό στέλεχος του μικροοργανισμού Citrobacter freundii ως δυνητικό παραγωγό αυτών των δυο
χημικών συστατικών, από υποπροϊόντα της γεωργο-χημικής δραστηριότητας χρησιμοποιούμενα ως υποστρώματα.
VI.14. A. Chatzifragkou, J. Sun, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou, S. Papanikolaou and A.-P. Zeng.
Production of 1,3-propanediol in a non-sterilized fermentation process by Clostridium butyricum VPI 1718.
International Conference Biosystems Analysis and Engineering (BioSys 2009), Hamburg, Germany, 2009, Poster
29, Abstract, pp. 49.
Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της δυνατότητας παραγωγής της 1,3-προπανοδιόλης μέσω του
βακτηρίου Clostridium butyricum VPI υπό μη-ασηπτικές συνθήκες καλλιέργειας. Τα αποτελέσματα αυτά αποτελούν μέρος
δημοσίευσης σε διεθνές περιοδικό (βλ. ΙΙ.44).
VI.15. A. Chatzifragkou, D. Dietz, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou, A.-P. Zeng and S. Papanikolaou.
Quality control of bio-diesel rerived raw glycerol for the production of 1,3-propanediol by strain Clostridium
butyricum VPI 1718. International Conference Biosystems Analysis and Engineering (BioSys 2009), Hamburg,
Germany, 2009, Poster 30, Abstract, pp. 50.
Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της κινητικής συμπεριφοράς του βακτηρίου Clostridium butyricum
VPI όταν προστίθονταν σε ποικίλες αρχικές συγκεντρώσεις οι ακαθαρσίες που προέρχονται από τη διεργασία
παραγωγής βιοντήζελ. Τα αποτελέσματα αυτά αποτελούν μέρος δημοσίευσης σε διεθνές περιοδικό (βλ. ΙΙ.35).
VI.16. M. Metsoviti, S. Paramithiotis, E.H. Drosinos, A.-P. Zeng and S. Papanikolaou. Microbial screening for
glycerol assimilation and 1,3-propanediol production. International Conference Biosystems Analysis and
Engineering (BioSys 2009), Hamburg, Germany, 2009, Poster 28, Abstract, pp. 48.
Στην παρούσα μελέτη ερευνήθηκαν συνολικά 84 βακτηριακά στελέχη για την ικανότητα τους να αφομοιώνουν την
γλυκερόλη ως πηγή ενέργειας. Αρκετά από τα μελετηθέντα στελέχη παρήγαγαν σε ικανοποιητικά ποσά 1,3-προπανοδιόλη
κατά την αύξηση τους σε ακάθαρτη γλυκερόλη. Τα αποτελέσματα αυτά αποτελούν μέρος δημοσίευσης σε διεθνές περιοδικό
(βλ. ΙΙ.49).
VI.17. S. Papanikolaou and G. Aggelis. Yarrowia lipolytica: a model microorganism used in the oleochemical
biotechnology. 1st International Conference on Advances in Biotechnology – Industrial Microbial Biotechnology
(ABIMB 2010), Thessaloniki, Greece, 2010, (oral presentation), Abstract, pp. 14.
Στο παρόν άρθρο ανασκόπησης παρουσιάστηκε και αξιολογήθηκε η συμπεριφορά της ζύμης Yarrowia lipolytica
ACA-DC 50109 κατά την καλλιέργεια της σε αναδευόμενες φιάλες ή βιοαντιδραστήρες με τη χρήση υδρόφοβων υλικών
χαμηλού κόστους (π.χ. στεαρίνης ήτοι ενός παραγώγου λίπους ζωικής προέλευσης συντιθέμενου από κεκορεσμένα λιπαρά
οξέα, κυρίως δε το στεατικό οξύ και του υδρολυμένου ελαίου ελαϊκής κράμβης, αποτελούμενου κυρίως από ελαϊκό και
λινελαϊκό οξύ) ή/και ακάθαρτης γλυκερόλης ως πηγών άνθρακος. Τα αποτελέσματα αυτά αποτελούν μέρος των άρθρων
ανασκόπησης IV.1 και IV.2.
VI.18. E. Zikou, A. Chatzifragkou, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou. Lipid and GLA
production by Thamnidium elegans during growth on sugar derivatives from lignocellulosic hydrolysis. 1st
84
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
International Conference on Advances in Biotechnology – Industrial Microbial Biotechnology (ABIMB 2010),
Thessaloniki, Greece, 2010, (poster), Abstract, pp. 48.
Στο παρόν άρθρο παρουσιάστηκε και αξιολογήθηκε η κινητική συμπεριφορά του Ζυγομύκητα Thamnidium elegans
CCF-1465 σε ασυνεχείς (κλειστές) καλλιέργειες τύπου ανακινούμενων φιαλών και βιοαντιδραστήρα. Ως πηγή άνθρακα
χρησιμοποιήθηκαν εμπορική γλυκόζη (προϊόν χαμηλής αξίας χρησιμοποιούμενο σε διάφορες βιοτεχνίες ζαχαροπλαστικής)
και αναλυτική ξυλόζη, ως μόνες πηγές άνθρακος ή σε μίγματα (είναι γνωστό ότι η υδρόλυση των λιγνολυτταρινούχων υλικών
έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός υγρού το οποίο περιέχει σε διάφορες αρχικές συγκεντρώσεις τη γλυκόζη και την
ξυλόζη). Σε όλες τις πραγματοποιηθείσες καλλιέργειες (χρήση σακχάρων με αρχική συγκέντρωση 100 g/l), παρατηρήθηκε
υψηλή παραγωγή βιομάζας και λιπιδίων, όμως οι καλλιέργειες στην ξυλόζη είχαν ως αποτέλεσμα και παραγωγή σε
αξιοσημείωτες συγκεντρώσεις ξυλιτόλης στο μέσο αύξησης. Το κινητικό προφίλ της αύξησης έμοιαζε κατά την καλλιέργεια σε
αναδευόμενο βιοαντιδραστήρα με αυτό στις φιάλες.
VI.19. M. Metsoviti, K. Paraskevaidou, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou. Production of 1,3propanediol and 2,3-butanediol by a newly isolated Klebsiella oxytoca strain cultivated on raw glycerol and
commercial glucose. 1st International Conference on Advances in Biotechnology – Industrial Microbial
Biotechnology (ABIMB 2010), Thessaloniki, Greece, 2010, (poster), Abstract, pp. 49.
Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της βιοχημικής συμπεριφοράς ενός νέου απομονωμένου
στελέχους του είδους Klebsiella oxytoca το οποίο καλλιεργήθηκε σε αναδευόμενες φιάλες υπό αναεροβίωση καθώς και σε
αναδευόμενο βιοαντιδραστήρα, με την ακάθαρτη γλυκερόλη και την εμπορική γλυκόζη χρησιμοποιούμενες ως απλές ή μικτές
πηγές άνθρακα. Κατά την αύξηση στην εμπορική γλυκόζη υπό αναερόβιες συνθήκες (καλλιέργεια μόνο σε φιάλες), ο
μεταβολισμός κατευθύνθηκε κυρίως προς την παραγωγή της 2,3-βουτανοδιόλης (μέγιστη συγκέντρωση ~30 g/l, συντελεστής
απόδοσης ~0.45 g/g). Όταν χρησιμοποιήθηκε η ακάθαρτη γλυκερόλη παράχθηκε 1,3-προπανοδιόλη σε διάφορες
συγκεντρώσεις, με μέγιστη επιτευχθείσα τιμή τα ~40 g/l. Οι αρκετά υψηλές αυτές συγκεντρώσεις, τόσο για τη 2,3βουτανοδιόλη όσο και για την 1,3-προπανοδιόλη καθιστούν το νέο αυτό στέλεχος του μικροοργανισμού ως δυνητικό
παραγωγό αυτών των δυο χημικών συστατικών, από υποπροϊόντα της γεωργο-χημικής δραστηριότητας.
VI.20. A. Chatzifragkou, I. Petrou, C. Gardeli, M. Komaitis and S. Papanikolaou. The addition of Origanum
vulgare L. essential oil affects the production of biomass and the fatty acid composition of cellular lipids of the
yeast Yarrowia lipolytica. 1st Medicinal Crops International Conference (Medicrops ’11), Athens, Greece, 2011,
(poster), Abstract, pp. 65.
Στην παρούσα δημοσίευση εξετάζεται η επίδραση διαφόρων συγκεντρώσεων του αιθέριου ελαίου της ρίγανης στην
αύξηση και την σύσταση του ενδοκυτταρικού λίπους της πολυμορφικής ζύμης Yarrowia lipolytica όταν αυτή καλλιεργήθηκε σε
υποστρώματα με βάση τη βιομηχανική γλυκερόλη. Τα αποτελέσματα αυτά αποτελούν μέρος δημοσίευσης σε διεθνές
περιοδικό (βλ. ΙΙ.48).
VI.21. A. Chatzifragkou, M. Mavrou, M. Komaitis, G. Aggelis and S. Papanikolaou. Biotechnological
conversions of raw glycerol into value-added products. 1st Medicinal Crops International Conference (Medicrops
’11), Athens, Greece, 2011, (poster), Abstract, pp. 66.
Στην παρούσα δημοσίευση μελετήθηκε η παραγωγή μεταβολικών προϊόντων (οργανικά οξέα, πολυόλες, λιπίδια, κλπ)
κατά την αύξηση ευκαρυωτικών μικροοργανισμών σε υποστρώματα με βάση τη βιομηχανική γλυκερόλη. Τα αποτελέσματα
αυτά αποτελούν μέρος δημοσίευσης σε διεθνές περιοδικό (βλ. ΙΙ.41).
85
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
VI.22. A. Chatzifragkou, C. Gardeli, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou. Lipid
accumulation rich in PUFAs during growth of Mortierella isabellina on sugar-based renewable substrates. 1st
Medicinal Crops International Conference (Medicrops ’11), Athens, Greece, 2011, (poster), Abstract, pp. 67.
Στην παρούσα εργασία αξιολογήθηκε η δυνατότητα του στελέχους Mortierella isabellina ATHUM 2935 να
συσσωρεύσει λιπίδια που περιέχουν γ-λινολενικό οξύ (GLA), κατά την αύξηση του σε σακχαρούχες ανανεώσιμες πηγές
άνθρακα. Τα αποτελέσματα αυτά αποτελούν μέρος δημοσίευσης σε διεθνές περιοδικό (βλ. ΙΙ.39).
VI.23. A. Chatzifragkou, E. Zikou, M. Komaitis, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou. Microbial
production of oil rich in GLA during growth of Thamnidium elegans on sugar derivatives from lignocellulosic
hydrolysis. 1st Medicinal Crops International Conference (Medicrops ’11), Athens, Greece, 2011, (poster),
Abstract, pp. 68.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η συμπεριφορά του μικροοργανισμού Thamnidium elegans CCF-1465 σε
ασυνεχείς (κλειστές) καλλιέργειες τύπου ανακινούμενων φιαλών και βιοαντιδραστήρα κατά την αύξηση του σε μίγματα
γλυκόζης και ξυλόζης. Τα αποτελέσματα αυτά αποτελούν μέρος εργασίας που έχει ήδη αναλυθεί (βλ. VΙ.18).
VI.24. A. Philippoussis, P. Diamantopoulou, H. Lakhtar, S. Roussos and S. Papanikolaou. Monitoring
colonization rate and patterns of mycelial biomass and enzymes production during solid state fermentation of
agro-residues by Lentinula edodes. 1st Medicinal Crops International Conference (Medicrops ’11), Athens, Greece,
2011, (poster), Abstract, pp. 71.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η παραγωγή βιομάζας και ενζύμων κατά τη διάρκεια της στερεάς ζύμωσης (SSF)
αχύρου σίτου (WS), μίγματος καλαμιών (RG) και υπολειμμάτων φασολιάς (BS) από τον εδώδιμο και φαρμακευτικό μύκητα
Lentinula edodes. Τα αποτελέσματα αυτά αποτελούν μέρος δημοσίευσης σε διεθνές περιοδικό (βλ. ΙΙ.40).
VI.25. P. Diamantopoulou, A. Philippoussis, S. Papanikolaou, G. Aggelis and M. Komaitis. Screening strains
of seven medicinal basidiomycetes genera for biomass and exopolysaccharides production in liquid state
cultures. 1st Medicinal Crops International Conference (Medicrops ’11), Athens, Greece, 2011, (poster), Abstract,
pp. 73.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η παραγωγή βιομάζας και εξωπολυσακχαριτών κατά την αύξηση 7 στελεχών
εδωδίμων και φαρμακευτικών μυκήτων σε υγρές αναδευόμενες καλλιέργειες που έγιναν σε κωνικές φιάλες. Όλες οι καλλιέργειες
διήρκεσαν 16 ημέρες, και μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν τη 12η και τη 16η ημέρα. Η μεγαλύτερη συγκέντρωση μυκηλιακής
βιομάζας επιτεύχθηκε για τους μύκητες Volvariella volvacea, Flammulina velutipes και Ganoderma lucidum (7-8 g/l) ενώ η
μικρότερη για το μύκητα Lentinula edodes (1.0 g/l) (όλες οι τιμές αναφέρονται σε 16 ημέρες καλλιέργειας). Σε αξιοσημείωτα
ποσά παράχθηκα εξωπολυσακχαρίτες (1.3-1.7 g/l) για τους μύκητες V. volvacea, G. lucidum και L. edodes, τη 12η ημέρα της
καλλιέργειας. Η συγκέντρωση των εξωπολυσακχαριτών μειώθηκε τη 16η ημέρα.
VI.26. M. Kritikou, N. Kopsahelis, A. Chatzifragkou, S. Papanikolaou and A. Koutinas. Valorization of food
industry wastes for production of single cell oil. 16th International Symposium on Environmental Pollution and
its Impact on Life in the Mediterranean Region, Ioannina, Greece, 2011.
86
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας απετέλεσε η παρααγωγή μικροβιακών λιπιδιακών αποθεμάτων κατά την αύξηση
του Ζυγομύκητα Mortierella isabellina ATHUM 2935 σε αμυλοπρωτεϊνούχα (κυρίως αμυλούχα) απόβλητα της βιομηχανίας
ζαχαροπλαστικής. Σε πρώτο επίπεδο, τα αμυλοπρωτεϊνούχα απόβλητα μετατράπηκαν σε ένα υγρό θρεπτικό μέσο πλούσιο σε
σάκχαρα και σε ελεύθερα πρωτεϊνών αζωτούχα συστατικά χρησιμοποιώντας ακατέργαστα ένζυμα τα οποία παράχθηκαν από
ζύμωση στερεάς κατάστασης (SSF) του βασιδιομύκητα Aspergillus awamori. Η SSF πραγματοποιήθηκε με χρήση
παραπροϊόντων άλεσης σίτου ως υπόστρωμα, και μετά το πέρας της ζύμωσης τα εναπομείναντα στερεά προστέθηκαν σε
υδατικό εναιώρημα αμυλούχων αποβλήτων. Πραγματοποιήθηκε αριστοποίηση τόσο της SSF όσο και της υδρόλυσης, και
τελικώς σε υγρά που περιείχαν υψηλές συγκεντρώσεις αναγωγικών σακχάρων (150 g/l), οι μέγιστες συγκεντρώσεις βιομάζας
και λιπιδίων που επιτεύχθηκαν ήταν ~46 g/l και ~20 g/l αντίστοιχα. Η τιμή των λιπιδίων που παράχτηκε συνιστά την
υψηλότερη της διεθνούς για το μύκητα M. isabellina.
87
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
VΙI. Ερευνητικές δημοσιευμένες εργασίες (πλήρη άρθρα) στα πρακτικά Ελληνικών συνεδρίων με
κριτές
VIΙ.1. Σ. Παπανικολάου, I. Chevalot, M. Kωμαΐτης, I. Marc και Γ. Aγγελής. Αξιοποίηση βιομηχανικών
παραπροϊόντων για παραγωγή μικροβιακού αναλόγου του λίπους του κακάο από τη ζύμη Yarrowia lipolytica. 18o
Πανελλήνιο Συνέδριο Χημείας, 10-13/03/2001, Εκθεσιακό Κέντρο Ο.Λ.Π., Πειραιάς, Πρακτικά: pp. 134-137
Η εργασία αυτή συνιστά σύνθεση των εργασιών II.5 και II.10 που έχουν ήδη αναλυθεί.
VΙI.2. Σ. Παπανικολάου, I. Chevalot, M. Kωμαΐτης, I. Marc και Γ. Aγγελής. Αξιοποίηση της βιομηχανικής
γλυκερόλης για παραγωγή κιτρικού οξέος από τη ζύμη Yarrowia lipolytica. 18o Πανελλήνιο Συνέδριο Χημείας, 1013/03/2001, Εκθεσιακό Κέντρο ΟΛΠ, Πειραιάς, Πρακτικά: pp. 138-141
Η εργασία αυτή αποτελεί σύνθεση των εργασιών II.8 και II.11 που έχουν ήδη αναλυθεί.
VΙI.3. Σ. Παπανικολάου, Μ. Γαλιώτου, Μ. Κωμαΐτης και Γ. Αγγελής. Παραγωγή λίπους και ενζύμων από τον
ελαιογόνο μύκητα Cunninghamella echinulata κατά την αύξηση του σε διάφορες πηγές άνθρακα. 1ο Πανελλήνιο
Συνέδριο Βιοτεχνολογίας και Τεχνολογίας Τροφίμων, 31/03-02/04/2005, Ε.Β.Ε.Α., Αθήνα, Πρακτικά: pp. 83-89.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η συσσώρευση αποθηκευτικών λιπαρών υλικών και η έκκριση υδρολυτικών
ενζύμων κατά την καλλιέργεια του μύκητα Cunninghamella echinulata ATHUM 4411 σε διάφορες ανανεώσιμες πηγές άνθρακα
(εμπορική γλυκόζη, άμυλο, εμπορική λακτόζη, πηκτίνη), χρησιμοποιούμενες ως υποστρώματα. Μέρος των αποτελεσμάτων
έχουν δημοσιευτεί (βλ. εργασία ΙΙ.21).
VΙI.4. Σ. Παπανικολάου, Γ. Αγγελής, Μ. Γαλιώτου, Μ. Κωμαΐτης M. Fick και I. Marc. Επίδραση της
συγκέντρωσης της βιομηχανικής γλυκερόλης στην παραγωγή 1,3-προπανοδιόλης από το βακτήριο Clostridium
butyricum και κιτρικού οξέος από τη ζύμη Yarrowia lipolytica. 1ο Πανελλήνιο Συνέδριο Βιοτεχνολογίας και
Τεχνολογίας Τροφίμων, 31/03-02/04/2005, Ε.Β.Ε.Α., Αθήνα, Πρακτικά: pp. 127-133.
Η παρούσα εργασία σχετίζεται με τη μελέτη της επίδρασης της συγκέντρωσης βιομηχανικής γλυκερόλης (απόβλητο
των βιομηχανιών παραγωγής βιοντήζελ) χρησιμοποιούμενης ως μόνης πηγής άνθρακα και ενέργειας στην κινητική της
αύξησης και της παραγωγής μεταβολικών προϊόντων από το βακτήριο Clostridium butyricum F2b αυξανόμενο σε κλειστές
(batch) και μονοβάθμιες συνεχείς (single-stage continuous) καλλιέργειες και από τη ζύμη Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109
αυξανόμενη σε κλειστές καλλιέργειες. Η αύξηση και η παραγωγή προϊόντων για αμφότερους τους μικροοργανισμούς
προτυποποιήθηκε με τη βοήθεια μαθηματικών μοντέλων. Μέρος των αποτελεσμάτων έχει δημοσιευτεί σε διεθνή περιοδικά
(βλ. εργασίες ΙΙ.16 και ΙΙ.22).
VIΙ.5. D. Sarris, Y. Kotseridis, P. Rodis, M. Galiotou-Panayotou and S. Papanikolaou. Studies on the alcoholic
fermentation of enriched grape musts by a newly isolated Saccharomyces cerevisiae strain: High production of bioethanol and fungicide removal. 2ο Πανελλήνιο Συνέδριο Βιοτεχνολογίας και Τεχνολογίας Τροφίμων, 31/0302/04/2007, Ε.Β.Ε.Α., Αθήνα, Πρακτικά: 4 pages.
Η παρούσα εργασία αφορούσε στη μελέτη της ζύμωσης εμπλουτισμένου με σάκχαρα χυμού σταφυλής με τη χρήση
του στελέχους Saccharomyces cerevisiae ΜΑΚ-1. Ο χυμός πριν από τη ζύμωση είχε επιμολυνθεί με το μυκητοκτόνο quinoxyfen
προκριμένου να διερευνηθεί η δυνατότητα απαγωγής του μυκητοκτόνου από το μικροοργανισμό ταυτόχρονα με την
παραγωγή αιθανόλης. Το μυκητοκτόνο δεν παρεμπόδισε τη μικροβιακή αύξηση, ενώ πολύ μεγάλα ποσά αιθανόλης (100-120
88
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
g/l), συγκρινόμενα με τις υψηλότερες τιμές της βιβλιογραφίας, παράχθηκαν στο περιβάλλον της αύξησης. Πολύ ικανοποιητική
απαγωγή του μυκητοκτόνου (μέχρι και 80% κ.β.) επιτεύχθηκε κατά τη διάρκεια της βιοδιεργασίας.
89
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
VΙII. Ερευνητικές δημοσιευμένες εργασίες (περιλήψεις ή/και posters) στα πρακτικά Ελληνικών
συνεδρίων με κριτές
VΙII.1. Σ. Παπανικολάου, Γ. Aγγελής και M. Kωμαΐτης. Μαθηματικό πρότυπο για τη μελέτη συσσώρευσης
αποθεματικού λίπους από ελαιογόνους μικροοργανισμούς. 16ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημείας: Χημεία και
Ποιότητα ζωής, Αθήνα, 4-8/12/1995.
Η εργασία αυτή συνιστά σύνθεση των εργασιών II.1 και II.2 που έχουν ήδη αναλυθεί.
VΙII.2. Σ. Παπανικολάου, Μ. Γαλιώτου, Μ. Κωμαΐτης και Γ. Αγγελής. Παραγωγή μονοκυτταρικού λίπους και γλινολενικού οξέος από το μύκητα Mortierella isabellina κατά την αύξηση του σε διάφορες πηγές άνθρακα. 1ο
Πανελλήνιο Συνέδριο Σύγχρονες τάσεις στον τομέα των λιπών και των ελαίων – Ελληνικό Φόρουμ Λιποειδών, 0809/06/2005, Ε.Ι.Ε., Αθήνα, Πρακτικά: pp. Ο-44.
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος της εργασίας II.21 που έχει ήδη αναλυθεί.
VΙII.3. A. Παπαντώνη, Σ. Φάκας, Μ. Γαλιώτου και Σ. Παπανικολάου. Βιοτεχνολογική αξιοποίηση υγρών
αποβλήτων ελαιουργίας με χρήση των ζυμών Candida oleophila και Yarrowia lipolytica. 1ο Πανελλήνιο Συνέδριο
Σύγχρονες τάσεις στον τομέα των λιπών και των ελαίων – Ελληνικό Φόρουμ Λιποειδών, 08-09/06/2005, Ε.Ι.Ε.,
Αθήνα, Πρακτικά: pp. Ο-46.
Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν τα στελέχη των ζυμών Candida oleophila NRRL Y-1613 και Yarrowia
lipolytica ACA-YC 5028 τα οποία καλλιεργήθηκαν σε συνθετικό μέσο (πηγή άνθρακα η εμπορική γλυκόζη με συγκέντρωση 30
g/l), το οποίο εμπλουτίστηκε με υγρά απόβλητα ελαιουργίας [σε ποσοστά 0% – μάρτυρας (απουσία Υ.Α.Ε.), 10% και 40% κ.
ο.]. Οι ζύμες αναπτύχθηκαν πολύ ικανοποιητικά σε κάθε μίγμα ΥΑΕ – εμπορικής γλυκόζης, παρά το γεγονός ότι ειδικά στις
υψηλές συγκεντρώσεις Υ.Α.Ε. η συγκέντρωση των φαινολικών συστατικών ήταν αρκετά σημαντική (περί τα 1.8 g/l). Στις
καλλιέργειες στις οποίες υπήρχαν ΥΑΕ ως συνυπόστρωμα, η συγκέντρωση των φαινολικών συστατικών στο μέσο της
καλλιέργειας μειώθηκε κατά τη διάρκεια της βιοεπεξεργασίας κατά 7-9% και 9-12% κ.β., όταν αυτή πραγματοποιήθηκε από
τις ζύμες C. oleophila και Y. lipolytica αντίστοιχα, ενώ σημαντικός αποχρωματισμός του αποβλήτου (της τάξης του 48%)
πραγματοποιήθηκε κατά την καλλιέργεια C. oleophila. Αντιθέτως, ο αποχρωματισμός του αποβλήτου ήταν σαφώς μικρότερος
(περί το 15%) όταν η βιοδιεργασία πραγματοποιήθηκε από τη ζύμη Y. lipolytica. Η ζύμη C. oleophila παρήγαγε αιθανόλη σε
συγκέντρωση 8-11 g/l ενώ η ζύμη Y. lipolytica κυρίως λόγω της περίσσειας σε άζωτο κατηύθυνε το μεταβολισμό της προς
παραγωγή βιομάζας (μονοκυτταρικής πρωτεΐνης).
VΙII.4. Σ. Φάκας, Σ. Παπανικολάου, Γ. Αγγελής και Μ. Γαλιώτου. Βιοτεχνολογική παραγωγή μικροβιακού
λίπους από τα υποπροϊόντα της βιομηχανίας μεταποίησης της τομάτας. 1ο Πανελλήνιο Συνέδριο Σύγχρονες τάσεις
στον τομέα των λιπών και των ελαίων – Ελληνικό Φόρουμ Λιποειδών, 08-09/06/2005, Ε.Ι.Ε., Αθήνα, Πρακτικά:
pp. Π-24.
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος της εργασίας II.25 που έχει ήδη αναλυθεί.
VIΙI.5. V. Tsagou, K. Sini, D. Bokas, A. Kavadia, S. Papanikolaou, D. Ikonomou, M. Christou, D.V. Vayenas,
S. Pavlou and G. Aggelis. Microbial conversion of residues from olive-oil industry and other agricultural
industries, into biotechnological products. International seminar on bilateral scientific and technological
cooperation: Albania-Greece 2003-2005. Athens, November 7, 2005.
90
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος των εργασιών II.12 και ΙΙ.13 που έχουν ήδη αναλυθεί.
VΙII.6. Β. Αλεξιάδη, Σ. Φάκας, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, J.-M. Nicaud, Γ. Αγγελής και Σ. Παπανικολάου.
Αξιοποίηση θερμικώς επεξεργασμένου ελαιολάδου με χρήση στελεχών της ζύμης Yarrowia lipolytica προς παραγωγή
βιοτεχνολογικών προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας. 1ο Συνέδριο Ελληνικής Εταιρίας Βιοτεχνολογίας, Ε.Ι.Ε.
05/06/2006.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η φυσιολογική συμπεριφορά άγριων και γενετικώς τροποποιημένων στελεχών της
πολυμορφικής ζύμης Yarrowia lipolytica κατά την αύξηση τους σε ζύμωση ασυνεχούς τύπου σε αναδευόμενες φιάλες κατά τις
οποίες απόβλητο φυτικό λίπος (θερμικώς κατεργασμένο ελαιόλαδο εστιατορίων) σε αρχική συγκέντρωση 15 g/l
χρησιμοποιήθηκε ως μοναδική πηγή άνθρακα. Τα γενετικά τροποποιημένα στελέχη προήλθαν από γενετική τροποποίηση του
άγριου στελέχους JMY 399 κατά τρόπο ώστε να υπάρχει σε αυτά μειωμένη έκφραση των διαφόρων acyl-CoA οξειδασών, και
συνεπώς δυνητικά τα στελέχη αυτά να είναι δυνάμενα να αποθηκεύσουν υψηλές ποσότητες λίπους κατά την αύξηση τους σε
υδρόφοβα υποστρώματα. Σε όλες τις καλλιέργειες, παρατηρήθηκε υψηλή κυτταρική ανάπτυξη και αποικοδόμηση του
αποβλήτου λίπους. Όλα τα άγρια στελέχη της ζύμης, κατά τα πρώτα στάδια του αυξητικού τους κύκλου (0-48 h μετά από τον
εμβολιασμό) παρουσίαζαν το φαινόμενο να συσσωρεύουν κάποιες ποσότητες μικροβιακού λίπους (συνολικό λίπος επί ξηράς
ουσίας περί τα 25±5 % κ.β., οι οποίες όμως κατ’απόλυτες τιμές ήταν σχετικά μικρές (μέγιστη τιμή μικροβιακού λίπους
1.1±0.1 g/l). Στα επόμενα στάδια του αυξητικού κύκλου οι τιμές του λίπους επί ξηράς ουσίας μειώθηκαν (8±3 % κ.β.).
Αντιθέτως, τα γενετικώς τροποποιημένα στελέχη JMY 794 και JMY 798 παρήγαγαν αρκετά υψηλά ποσά μικροβιακού λίπους
τόσο σε ό,τι αφορά το ποσοστό λίπους επί ξηράς ουσίας όσο και στο λίπος κατ’απόλυτη τιμή (43% κ.β. με λίπος κατ’απόλυτη
τιμή στα 3.7 g/l και 39 % κ.β., με λίπος κατ’ απόλυτη τιμή στα 2.9 g/l αντίστοιχα για τα δυο γενετικώς τροποποιημένα
στελέχη). Όλα τα στελέχη παρήγαγαν εξωκυτταρικώς ποσότητες λιπάσης.
VIΙI.7. Α. Χατζηφράγκου, Σ. Φάκας, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, J.M. Nicaud, Γ. Αγγελής και Σ. Παπανικολάου.
Βιοτεχνολογική παραγωγή οργανικών οξέων από άγρια και γενετικώς τροποποιημένα στελέχη της πολυμορφικής
ζύμης Yarrowia lipolytica. 1ο Συνέδριο Ελληνικής Εταιρίας Βιοτεχνολογίας, Ε.Ι.Ε. 05/06/2006.
Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η βιοτεχνολογική παραγωγή οργανικών οξέων από άγρια και γενετικώς
τροποποιημένα στελέχη της πολυμορφικής ζύμης Yarrowia lipolytica. Όλες οι καλλιέργειές πραγματοποιήθηκαν σε συνθήκες
ασυνεχούς ζύμωσης σε φιάλες, ως πηγή άνθρακα χρησιμοποιήθηκε η εμπορική γλυκόζη σε αρχική συγκέντρωση 30 και 60 g/l
και το άζωτο ήταν το περιοριστικό της αύξησης στοιχείο. Η εργασία συνιστά μέρος της ΙΙ.32, που έχει ήδη αναπτυχθεί.
VΙII.8. Σ. Παπανικολάου, Σ. Φάκας, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, Μ. Κωμαΐτης και Γ. Αγγελής. Παραγωγή
κιτρικού οξέος κατά την αύξηση της ζύμης Yarrowia lipolytica σε εμπλουτισμένα με εμπορική γλυκόζη υγρά
απόβλητα ελαιουργίας. 1ο Συνέδριο Ελληνικής Εταιρίας Βιοτεχνολογίας, Ε.Ι.Ε. 05/06/2006.
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος της εργασίας II.23 που έχει ήδη αναλυθεί.
VΙII.9. S. Fakas, S. Papanikolaou, M. Galiotou, M. Komaitis and G. Aggelis. Kinetics of lipid biosynthesis and
their physiological role in Cunninghamella echinulata. 2nd Conference on biosciences of the University of Patras,
Greece, 23-24/04/2007, Abstract, pp. 70.
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος των εργασιών ΙΙ.25 και II.26 που έχουν ήδη αναλυθεί.
91
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
VΙII.10. S. Papanikolaou, Μ. Galiotou, S. Fakas, Μ. Komaitis and G. Aggelis. Citric acid production by
Yarrowia lipolytica cultivated on olive-mill wastewater based media. 2ο Πανελλήνιο Συνέδριο Λίπη, Έλαια, Λιπίδια:
Παρόν και Μέλλον – Ελληνικό Φόρουμ Λιποειδών, 07-08/06/2007, Ε.Ι.Ε., Αθήνα, Πρακτικά: pp. Ο-28.
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος της εργασίας ΙΙ.23 που έχει ήδη αναλυθεί.
VΙII.11. S. Fakas, S. Papanikolaou, M. Galiotou, M. Komaitis and G. Aggelis. The kinetics of biosynthesis of
lipids and their physiological role on the oleaginous mould Cunninghamella echinulata. 2ο Πανελλήνιο Συνέδριο
Λίπη, Έλαια, Λιπίδια: Παρόν και Μέλλον – Ελληνικό Φόρουμ Λιποειδών, 07-08/06/2007, Ε.Ι.Ε., Αθήνα,
Πρακτικά: pp. Π-28.
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος της εργασίας ΙΙ.25 που έχει ήδη αναλυθεί.
VΙII.12. S. Papanikolaou, Μ. Galiotou, Μ. Komaitis and G. Aggelis. Production of reserve lipid and citric acid
by the yeast Yarrowia lipolytica during growth on industrial glycerol used as the sole substrate. 2 ο Πανελλήνιο
Συνέδριο Λίπη, Έλαια, Λιπίδια: Παρόν και Μέλλον – Ελληνικό Φόρουμ Λιποειδών, 07-08/06/2007, Ε.Ι.Ε.,
Αθήνα, Πρακτικά: pp. Π-28.
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος της εργασίας ΙΙ.22 που έχει ήδη αναλυθεί.
VΙII.13. Α.Ν. Βαμβακάκη, Ι. Κανδαράκης, Α. Χατζηφράγκου, Δ. Σαρρής, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, Μ.
Κωμαΐτης και Σ. Παπανικολάου. Παραγωγή μικροβιακού λίπους και κυτταρικής μάζας κατά την αύξηση
ζυγομυκήτων στο τυρόγαλα χρησιμοποιούμενο ως υπόστρωμα. 1ο Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο για το γάλα
και τα προϊόντα του, 09-10/10/2008, Ε.Ε.Γ.Ε., Αθήνα, Poster 33.
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος της εργασίας ΙΙ.37 που έχει ήδη αναλυθεί.
VIII.14. Α. Δήμου, Σ. Φάκας, Π. Διαμαντοπούλου, Α. Φιλιππούσης, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, Μ. Κωμαΐτης, Γ.
Αγγελής και Σ. Παπανικολάου. Μετατρέποντας απόβλητο ψημένο ελαιόλαδο σε προστιθέμενης αξίας προϊόντα με
χρήση μυκήτων του γένους Aspergillus. 3ο Συνέδριο της Επιστημονικής Εταιρείας Μικροβιόκοσμος, Θεσσαλονίκη
2010, Πρακτικά pp. 36-37.
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος της εργασίας ΙΙ.43 που έχει ήδη αναλυθεί.
VIII.15. Π. Διαμαντοπούλου, Α. Φιλιππούσης, Σ. Παπανικολάου, Γ. Αγγελής και Μ. Κωμαΐτης. Επίδραση της
ανάδευσης στην παραγωγή βιομάζας, πολυσακχαριτών και λιπιδίων κατά την αύξηση στελεχών φαρμακευτικών
εδωδίμων μυκήτων σε υγρές καλλιέργειες. 3ο Συνέδριο της Επιστημονικής Εταιρείας Μικροβιόκοσμος,
Θεσσαλονίκη 2010, Πρακτικά pp. 38-39.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η παραγωγή βιομάζας και εξωπολυσακχαριτών και ενδοκυτταρικών λιπιδίων
κατά την αύξηση στελεχών εδωδίμων και φαρμακευτικών μυκήτων σε υγρές καλλιέργειες, αναδευόμενες και μη, που έγιναν σε
κωνικές φιάλες. Όλες οι καλλιέργειες διήρκεσαν 16 ημέρες, και μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν τη 12η και τη 16η ημέρα. Η
μεγαλύτερη συγκέντρωση μυκηλιακής βιομάζας επιτεύχθηκε για το μύκητα Ganoderma applanatum (~8 g/l) υπό συνθήκες
ακινησίας, ενώ παρόμοιες αποδόσεις ελήφθησαν από το μύκητα Volvariella volvacea σε συνθήκες ανάδευσης. Σε αξιοσημείωτα
ποσά παράχθηκα εξωπολυσακχαρίτες (0.7-1.5 g/l) για τους μύκητες Pleurotus pulmonarious και Lentinula edodes, κυρίως όμως τη
12η ημέρα της καλλιέργειας. Η συγκέντρωση των εξωπολυσακχαριτών μειώθηκε τη 16η ημέρα. Το ποσοστό λίπους που
92
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
μετρήθηκε για τους υπό μελέτη μύκητες ποίκιλε κατά τρόπο αρκετά αξιοσημείωτο, με τις μέγιστες τιμές να κυμαίνονται από
~7% κ.β. (Morchella elata) και ~20% κ.β. (P. pulmonarious και L. edodes), και πάλι κρίως της 12η ημέρα μετά από τον
εμβολιασμό. Η συγκέντρωση λιπιδίων εντός των μυκηλίων (σε % κ.β.) φαίνεται να μειώνεται με την εξέλιξη της ζύμωσης, και
τούτο δεν έχει σχέση με την παρουσία (ή απουσία) γλυκόζης από το περιβάλλον της αύξησης.
VIII.16. Α. Μακρή, Σ. Μπέλλου, Μ. Μπίρκου, Κ. Παπατρέχας, Ν.Π. Δολαψάκης, Δ. Μπόκας, Σ. Παπανικολάου
και Γ. Αγγελής. Πολυακόρεστα λιπαρά οξέα σε νέο-απομονωθέντα και τυπικά στελέχη μικροφυκών καλλιεργούμενα
σε εργαστηριακή και βιομηχανική κλίμακα. 3ο Συνέδριο της Επιστημονικής Εταιρείας Μικροβιόκοσμος,
Θεσσαλονίκη 2010, Πρακτικά pp. 68-69.
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος της εργασίας ΙΙ.42 που έχει ήδη αναλυθεί.
VIII.17. Α. Χατζηφράγκου, Μ.Ε. Σαραβάνου, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, Μ. Κωμαΐτης, Γ. Αγγελής και Σ.
Παπανικολάου. Επίδραση της εξωγενώς προστιθέμενης 1,3-προπανοδιόλης στην αύξηση και τη βιοχηνική
απόκριση του Clostridium butyricum VPI 1718. 3ο Συνέδριο της Επιστημονικής Εταιρείας Μικροβιόκοσμος,
Θεσσαλονίκη 2010, Πρακτικά pp. 68-69.
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος της εργασίας ΙΙ.50 που έχει ήδη αναλυθεί.
VIII.18. Π. Διαμαντοπούλου, Σ. Παπανικολάου, Μ. Κωμαΐτης, Γ. Αγγελής και Α. Φιλιππούσης. Κινητική μελέτη
της παραγωγής βιομάζας, κυτταρικών λιπιδίων και πολυσακχαριτών των εδωδίμων μυκήτων Pleurotus pulmonarius και
Flammulina velutipes. 4ο Συνέδριο της Επιστημονικής Εταιρείας Μικροβιόκοσμος, Ιωάννινα, 2011, Πρακτικά pp.
84-85.
Κινητική ανάλυση της μυκηλιακής βιομάζας, των κυτταρικών λιπιδίων καθώς και των έξω- (EPSs) και ένδο-(IPSs)
πολυσακχαριτών πραγματοποιήθηκε για τους εδώδιμους μύκητες Pleurotus pulmonarius και Flammulina velutipes σε αναδευόμενες
και μη καλλιέργειες σε γλυκόζη για καλλιέργειες που διήρκεσαν 24 ημέρες. Σημαντικά υψηλές τιμές βιομάζας καταγράφηκαν
και στους δύο μύκητες και η ανάδευση αύξησε τη μέγιστη παραγωγή της βιομάζας σε σχέση με αυτή των στατικών
καλλιεργειών (22.5 g/l έναντι 14.0 g/l στον P. pulmonarius και 19.9 g/l έναντι 12.1 g/l στον F. velutipes). Θετική επίδραση είχε
η ανάδευση και στα λιπίδια του P. pulmonarius, καθώς στις κινούμενες φιάλες παράχθηκαν 4 g/l τα οποία αντιστοιχούσαν σε
λίπος επί ξηράς μάζας 0.15-0.21 g/g, ενώ στις στατικές μόλις 1.0 g/l και 0.05-0.08 g/g. Ωστόσο, οι καλλιέργειες του F.
velutipes (κινητές, ακίνητες) έδωσαν παρόμοιες τιμές λιπιδίων σε απόλυτες τιμές (2 g/l), αλλά σε ό,τι αφορά τα g/g ξηρού
βάρους εμφανίστηκαν ελαφρώς αυξημένα στις στατικές (0.11-0.19 g/g) σε σχέση με τις αναδευόμενες φιάλες (0.08-0.15 g/g).
Αντίθετα, η παραγωγή των IPSs (σε απόλυτες τιμές) και στα δύο μανιτάρια ήταν σημαντικά ψηλότερη στις αναδευόμενες από
ό,τι στις στατικές καλλιέργειες (10.9 έναντι 6.1 g/l για τον P. pulmonarius και 6.7 έναντι 5.5 g/l για τον F. velutipes). Ωστόσο, η
συγκέντρωση των IPSs (g/ g ξηρής βιομάζας) κυμάνθηκε μεταξύ 0.44-0.50 g/g και δεν επηρεάστηκε από την ανάδευση. Σε
ό,τι αφορά τους παραγόμενους εξωπολυσακχαρίτες, οι μέγιστες τιμές τους καταγράφηκαν στα αρχικά στάδια της καλλιέργειας
και των δύο μυκήτων. Για τον P. pulmonarius, οι εξωπολυσακχαρίτες συντέθηκαν σε λίγο υψηλότερες συγκεντρώσεις στις
ακίνητες φιάλες (EPSmax 0.509 έναντι 0.488 g/l στις κινούμενες), ενώ για τον F. velutipes, η παραγωγή των εξωπολυσακχαριτών
επηρεάστηκε από την ανάδευση (EPSmax 0.610 έναντι 0.510 g/l στις κινούμενες).
VIII.19. Μ. Μετσοβίτη, Σ. Παραμυθιώτης, Ε.Χ. Δροσινός, Μ. Γαλιώτου-Παναγιώτου, Γ.Ι. Νυχάς και Σ.
Παπανικολάου. Μελέτη της μετατροπής της ακάθαρτης γλυκερόλης σε 1,3-προπανοδιόλη, 2,3-βουτανοδιόλη και
93
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
αιθανόλη από επιλεγμένα βακτηριακά στελέχη. 4ο Συνέδριο της Επιστημονικής Εταιρείας Μικροβιόκοσμος,
Ιωάννινα, 2011, Πρακτικά pp. 104-105.
Η εργασία αυτή συνιστά μέρος της εργασίας ΙΙ.49 που έχει ήδη αναλυθεί.
94
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
ΙΧ. Λοιπές ερευνητικές δημοσιευμένες εργασίες
ΙΧ.1. Σ. Λαλάς και Σ. Παπανικολάου. Το ελαιόλαδο (2003) (κείμενο ευρισκόμενο στην Ιστοσελίδα του Ε.Φ.Ε.Τ.
από το Δεκέμβριο του 2003, στη διεύθυνση www.efet.gr).
Η εργασία αυτή συνιστά μια βιβλιογραφική σύνθεση αναφορικά με τα διάφορα διατροφικά, νομοθετικά και
τεχνολογικά στοιχεία σχετοζόμενα με το ελαιόλαδο.
ΙΧ.2. Σ. Παπανικολάου και Σ. Λαλάς. Η ρύπανση της τροφικής αλυσίδας από τις τοξικές ουσίες Διοξίνες (2003)
(κείμενο ευρισκόμενο στην Ιστοσελίδα του Ε.Φ.Ε.Τ. από το Δεκέμβριο του 2003, στη διεύθυνση www.efet.gr).
Η εργασία αυτή συνιστά μια βιβλιογραφική σύνθεση αναφορικά με τα διάφορα στοιχεία τα οποία σχετίζονται με τις
διοξίνες [πολυχλωριωμένες διβενζο-διοξίνες (P.C.D.D.), διβενζο-φουράνια (P.C.D.F.) και παρόμοια με διοξίνες διφαινύλια
(Dioxin-like P.C.B.)], τη γένεση τους και την παρουσία τους σε διάφορα δείγματα τροφίμων και ζωοτροφών. Παρουσιάζονται
επίσης και νομικές προσεγγίσεις του θέματος.
ΙΧ.3. Σ. Παπανικολάου και Σ. Λαλάς. Παρουσία της τοξικής ουσίας ακρυλαμίδιο στα διάφορα είδη τροφίμων
(2003) (κείμενο ευρισκόμενο στην Ιστοσελίδα του Ε.Φ.Ε.Τ. από το Δεκέμβριο του 2003, στη διεύθυνση
www.efet.gr).
Η εργασία αυτή συνιστά μια βιβλιογραφική σύνθεση αναφορικά με στοιχεία τα οποία σχετίζονται με τη σύνθεση της
τοξικής ουσίας του ακρυλαμιδίου στα διάφορα είδη τροφίμων. Παρουσιάζονται προσεγγίσεις σχετικά με τη σύνθεση αυτής της
τοξικής ουσίας, και προτείνονται λύσεις οι οποίες θα μπορούσαν να μειώσουν το πρόβλημα αυτό.
ΙΧ.4. A.N. Βαμβακάκη, I. Κανδαράκης, M. Γαλιώτου-Παναγιώτου, M. Κωμαΐτης και Σ. Παπανικολάου.
Παραγωγή κυτταρικής μάζας και μικροβιακού λίπους κατά την ανάπτυξη του μύκητα Mucor sp. LGAM 366 σε
τυρόγαλα. Greek Journal of Dairy Science and Technology, 2009, 2009, 1, 8-24
Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η βιοχημική συμπεριφορά του ζυγομύκητα Mucor sp. LGAM 366 κατά την αύξηση
του σε υγρή καλλιέργεια σε εμπλουτισμένο με άλατα τυρόγαλα, το οποίο περιείχε λακτόζη, 60±5 g/l και πρωτεΐνη, 8±1 g/l.
Κατά τη ζύμωση παράχθηκαν ψηλά ποσά βιομάζας (21.6 g/l) ενώ δεν συσσωρεύτηκαν αξιοσημείωτα ποσά λίπους επί ξηράς
ουσίας (9.2% β/β). Επίσης, ο μύκητας εμφάνισε μειωμένη κατανάλωση λακτόζης, ιδίως κατά την περιοριστική σε άζωτο φάση
του αυξητικού κύκλου, με αποτέλεσμα, αφενός μεν την περιορισμένη βιομετατροπή της λακτόζης σε κυτταρικό μικροβιακό
λίπος, αφετέρου δε τη μειωμένη δυνατότητα απορρύπανσης του αποβλήτου. Παρόλα αυτά, καίτοι το απόβλητο δεν έχει
ικανοποιητικά απορρυπανθεί, ο μικροοργανισμός εμφανίζει στο τέλος της ζύμωσης μια ανάλωση λακτόζης της τάξης των 25.3
g/l και πρωτεΐνης της τάξης των 5.7 g/l, για παραγωγή βιομάζας 21.6 g/l. Έτσι, εμφανίζεται ένας ιδιαιτέρως υψηλός
συντελεστής απόδοσης της τάξης των 0.70 g παραγόμενης ξηράς βιομάζας ανά 1 g καταναλισκομένου ισοδυνάμου λακτόζης
(χωρίς σφάλμα γενικότητας θεωρείται ότι 1 g αναλωθείσης πρωτεΐνης αντιστοιχεί με 1 g αναλωθείσης λακτόζης), από τους
υψηλότερους της διεθνούς βιβλιογραφίας. Τέλος, παρατηρήθηκε μια διαφοροποίηση στην κατανομή των λιπαρών οξέων σε
σχέση με το χρόνο ζύμωσης, ενώ η παραγωγή του γ-λινολενικού οξέος ήταν ικανοποιητική (167.0 mg ανά l τυρογάλακτος).
Σημειώνεται ότι (με βάση τα μέχρι τώρα στοιχεία) η παρούσα εργασία είναι μια από τις ελάχιστες της βιβλιογραφίας στην
οποία εμφανίζεται μεγάλη παραγωγή βιομάζας κατά την καλλιέργεια ζυγομυκήτων στο τυρόγαλα, καθόσον το υπόστρωμα
αυτό (όπως και η λακτόζη) θεωρούνται απολύτως μη-ικανοποιητικά για τους παραπάνω μύκητες. Τα πιο πάνω αποτελέσματα
δείχνουν ότι ο μύκητας Mucor sp. LGAM 366, παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον για τη βιοτεχνολογική αξιοποίηση ενός από τα
πλέον ρυπογόνα απόβλητα, το τυρόγαλα, τόσο για τη Βιομηχανία των Τροφίμων (παραγωγή προϊόντων υψηλής
95
Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Σεραφείμ Ε. Παπανικολάου
προστιθέμενης αξίας από άχρηστα και ρυπογόνα παραπροϊόντα,), όσο και για την προστασία του περιβάλλοντος
(απορρύπανση του αποβλήτου).
96

βιογραφικο σημειωμ αα - Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής

MSDS A/C foam clean - Pro-tec

Βιογραφικό Σημείωμα - Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γεωργικών Προϊόντων

Βιογραφικό Σημείωμα και Αναλυτικό Υπόμνημα Επιστημονικού

εδώ - 4ο Συνέδριο Βιοτεχνολογία και Τεχνολογία Τροφίμων

trigono_032

Πρακτικό συνεδρίασης επταμελούς επιτροπής

ΕΔΩ - Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων & Διατροφής

Σύνθεση και αξιολόγηση σταθερών καταλυτών χαλκού για την

ΕΝΗΜΕΡΩΤΙΚΟ ΦΥΛΛΑΔΙΟ

THE SUBVERSION OF NATURE

Τεχνική Έκθεση