Co-production of 2,3-butanediol and glycerol in Saccharomyces cerevisiae grown on glucose under anaerobic conditions
2025 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Samproduktion av 2,3-butandiol och glycerol i Saccharomyces cerevisiae odlad på glukos under anaeroba förhållanden (Swedish)
Abstract [sv]
Den pågående miljökrisen har ökat behovet av hållbara alternativ till oljebaserade produktionsprocesser. Plattformskemikalien 2,3-butandiol (23BD) produceras idag främst via oljebaserade processer som involverar hög energiförbrukning och dyra katalysatorer. Saccharomyces cerevisiae som har en väletablerad historik inom industriell bioproduktion och klassificeras som GRAS (Generally Regarded As Safe), har nyligen visat potential för 23BD-produktion under aeroba förhållanden. Anaeroba förhållanden däremot erbjuder enklare och mer energieffektiva kultiveringsvillkor, men kräver samproduktion av glycerol för att bibehålla redoxbalansen, vilket leder till lägre teoretiskt 23BD-utbyte. Detta projekt undersökte Saccharomyces cerevisiae som värdorganism för anaerob samproduktion av 23BD och glycerol med en tidigare utvecklad stam. Kultiveringar utvärderades med avseende på TRY-parametrarna (titer, hastighet och utbyte), och resultaten påvisade god processprestanda. Denna studie kan användas för att guida framtida forskningsförsök för utveckling av en industriell 23BD och glycerol producerande bioprocess under anaeroba förhållande som använder Saccharomyces cerevisiae som produktionsorganism.
Abstract [en]
The ongoing environmental crisis has increased the need for sustainable alternatives to petroleum-based production processes. The platform chemical 2,3-butanediol (23BD) is currently produced mainly through petroleum-based processes involving high energy consumption and expensive catalysts. Saccharomyces cerevisiae, which has a well-established history in industrial bioproduction and is classified as GRAS (Generally Regarded As Safe), has recently shown potential for 23BD production under aerobic conditions. Anaerobic conditions, on the other hand, offer simpler and more energy-efficient cultivation conditions, but require co-production of glycerol to maintain redox balance, which leads to a lower theoretical 23BD yield. This project investigated Saccharomyces cerevisiae as a host organism for anaerobic co-production of 23BD and glycerol using a previously developed strain. Cultivations were evaluated with respect to TRY parameters (titer, rate, and yield), and the results demonstrated good process performance. This study can be used to guide future research efforts for the development of an industrial 23BD and glycerol-producing bioprocess under anaerobic conditions using Saccharomyces cerevisiae as the production organism.
Place, publisher, year, edition, pages
2025.
Series
TRITA-CBH-GRU ; 2025:190
Keywords [en]
Bioprocess, scaleup, Saccharomyces cerevisiae, 2, 3-butanediol, glycerol
Keywords [sv]
Bioprocess, uppskalning, Saccharomyces cerevisiae, 2, 3-butandiol, glycerol
National Category
Industrial Biotechnology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-364645OAI: oai:DiVA.org:kth-364645DiVA, id: diva2:1969795
Subject / course
Biotechnology
Educational program
Master of Science - Industrial and Environmental Biotechnology
Supervisors
Examiners
2025-06-162025-06-162025-07-28