تولبد اتانول بوسیله موکور ایندی و ریزوپوس اریزا از ساقه برنج بوسیله تخمیر و هیدرولیز جداگانه

تولبد اتانول بوسیله موکور ایندی و ریزوپوس اریزا از ساقه برنج بوسیله تخمیر و هیدرولیز جداگانه

– مقدمه

ساقه برنج : از فراوانترین ضایعات لیگنوسلوی در جهان است . تولید سالیانه آن در سراسر دنیا ، ۶۰۰ میلیون تن در هر سال برآورده می شود . برخلاف ساقه گندم ، مقادیر بالای سیلیکا و قابلیت هضم پایین ، مانع از استفاده از ساقه برنج به عنوان خوراک دام می شود .

بیو اتانول : که امروزه اهمیت جهانی بسیاری دارد ، قابل تولید از ساقه برنج می باشد . سلو و همی سلو ساقه برنج را می توان با آزاد کردن قندهای مونومی بوسیله هیدرولیز و سپس تخمیر با میکروارگانیزمها تبدیل به اتانول نمود .

هیدرولیز مواد لیگنو سلوی ، معمولاً بوسیله هیدرولیز آنزیمی یا اسیدی انجام می شود . در روش آنزیمی ، مولد لیگنوسلوی ، ابتدا در معرض یک پیش تیمار قرار می گیرند که ساختار سلو برای حمله آنزیمی باز شده ، و برحسب روش هیدرولیز : همی سلو را می توان به قندهای ساده هیدرولیز کرد . فرآیند پیش تیماررا می توان بوسیله فرآیندهای فیزیکی ، شیمیایی ، یا بیولوژیکی انجام داد . مصرف اسید پایین و تولید قند زیاد از بخش همی سلو مورد لیگنو سلوی ، هیدرولیز اسیدی را روش مناسب برای پیش تیمار مواد لیگنو سلوی قبل از هیدرولیز آنزیمی می سازد .

ساکارو ماسیس سرویسیا : رایجترین ارگانیزم برای تخمیر هگزوز به اتانول است . با این حال ، قادر به تخمیر پنتوزو حاصل از همی سلو نمی باشد . علاوه براین ۱ دمای بهینه تخمیر آنقدر بالا نیست که خطرات آلودگی را کاهش داده و امکان حداکثر عملکرد ساکارنمیکالسیون و تخمیر همزمان را فراهم آورد . اخیراً ، قارچ فیانمتوس زیگو میست ، برای تولید اتانول ، مشخص شده است . در این گروه قارچها ، موکور ایندکیوس و ریزوپوس اریزا ، قادر به سازگاری هگزوز و نپتوز و تولید اتانول ، هستند . محصول و بهره وری حاصل از هیدرولیزات اسیدی رقیق بوسیله م.ایندکلوس ، به ترتیب ggt 45/0 و h1- تا g83/0 بود . مشاهده شد که  ر.اریزا قادر به تولید اتانول از مایع سولفیتی و سازگاری زیلوز و تمامی هگزوزها در این مایع ، می باشد . علاوه بر این ، آنها در برابر بازدارنده های موجود در هیدرولیزاتهای اسیدی لیگنو سلو ، مقاوم هستند مزیت دیگر زیگو مسیت ها میزان شیتوزان بالای آنهاست که برای کاربردهای مختلف در صنایع غذایی ، دارویی و تصفیه آب ، مناسب می باشد .

در مطالعه قبلی ، قابلیت فرایند اسیدی ، برای پیش تیمار و هیدرولیز همی سلو ساقه برنج به اتانول ، بررسی شد . در مطالعه فعلی ، به هیدرولیز آنزیمی و تخمیر ساقه برنج پیش تیمار شده ( بخش سلوی ) بوسیله فرآیندهای تخمیر و هیدرولیز جداگانه (SHF) پرداخته شد . تخمیر ساقه هیدرولیز شده . با م .ایندیکلوس و ر. اریزا بررسی شده و با س.سرویسیسا مقایسه شد . از سلوهای خاص (Avicel) : به عنوان مرجع در آزمایشات شاهد استفاده شد .

۳- نتایج

۳٫۱٫ هیدرولیز آنزیمی

تاثیر دما (T) و PH  بر هیدرولیزر آنزیمی ۱ تا ۱۵ سلو خاص ، بررسی شده و نتایج در تصویر ۱ ارائه شده اند . فعالیتهای آنزیم FPU15 سلولاز و IU 50 B – گلوکوزیدار در هر گرم سلوز ، مورد استفاده قرار گرفت . دماهای مورد بررسی ، ۳۸ ، ۴۵ و C5 ، در PH 5/4 ، ۵۱ ، و ۵/۵ بودند . پروفیل ( نیم رخ ) تبدیل سلو طی یک دوره ۷۰ ساعته بررسی شد .(تصویر۱) . در تمامی آزمایشات ، این تبدیل در PH5  ، سر تمرین میزان بود . حداکثر غلظت گلوکز در دمای C45 ، ۱- gl4/10 در دمای ph 5 پس از ۴۸ ساعت بود . این مورد را باید با غلظت گلوکز مشاهده شده ۸/۹ و ۱- gl 8 به دست آمده به ترتیب در دماهای  c 38 و c50 ،در همین ph  و زمان ، مقایسه شد . با این حال ، دمای بهینه ، با زمان مذکور ، مرتبط شد . پس از ۴، ۸ ساعت بهترین میزان تبدیل در دمای c 50 ،به دست آمد . هنگام استفاده از زمانهای واکنش طولانی تر ، یعنی ۷۲ ساعت ، این آزمایش در دمای c 38 منجر به بالاترین محصول تبدیل سلو شد . بنابراین بررسی تاثیر دما و ph طی زمان ، هنگام پیشنهاد تا بالاترین تبدیل سلو برای یک زمان از پیش تعیین شده ، حائز اهمیت می باشد .

هیدرولیز آنزیمی ترکیبات مختلف ساقه برنج ( تیمار نشده ، پیش تیمار شده با بخار و اسید رقیق ) در دمای c 45 و ph 0/5 به مدت ۴۸ ساعت انجام شد ( جدول ۲ ) . این آنزیمها ، قادر به تبدیل ۱/۴۶% پلی ساکارید در ساقه تیمار نشده به قند ، بودند ( جدول ۲ ) : پیش تیمارها ، محصول هیدرولیز آنزیمی را بهبود بخشیدند هنگام استفاده از ۱- تا g 20 ساقه برنج برای هیدرولیز آنزیمی پیش تیمار با بخار و اسید رقیق ، منجر به میزان قند بالاتر به ترتیب تا ۳۰% و ۵۶% در مقایسه با هیدرولیز ساقه تیمار نشده گردید . (جدول ۲) بالاترین میزان قند ۱- gg 7/0 ، بوسیله هیدرولیز آنزیمی ، هنگام تیمار ساقه با هیدرولیز اسید رقیق ، به دست آمد . لازم به ذکر است که هر دو روش پیش تیمار ، همی سلو و بخش لیگینین ساقه را کاهش داده است ( جدول ۱ ) .

به منظور بررسی تاثیری غلظت سولبسترات ، سه غلظت مختلف (۲۰ ، ۵۰ ، و ۱ تا g 100 ) از ساقه پیش تیمار شده با اسید رقیق ، در شرایط یکسان آزمایش شد . هر چند غلظت قندهای به دست آمده در غلظتهای سوبسترات بالاتر ، بالاتر بود : اما محصول قند کاهش یافت ( جدول ۲) . این آنزیمها ۸/۷۱% پلیمرهای قندی موجود در ساقه در ۱ تا g 20 غلظت سوبسترات را هیدرولیز کرد در حالیکه در غلظت های سوبسترات بالاتر ۵۰ و ۱تا g 100 ، این محصول به ترتیب ۰/۶۲% و ۹/۵۹% بودند .

2. ۳ . تخمیر هیدرولیزاتها

نتایج کشت قارچ فینامنتوس م.ایندی و ر.اریزا او نیز مخمر نانوایی س.سر.یسیا روی هیدرولیزاتها ، در جدول ۳ و تصاویر ۴-۲ خلاصه شده است .

قارچ م.ایندکویس ، قادر به رشد روی هیدرولیزاتها بوده و اتانول را به عنوان محصول اصلی و گلیسرول را به عنوان محصول جانبی عمده تولید کرد ( جدول ۳ و تصویر ۲ ) . گلوکز در کمتر از ۲۵ ساعت ، به طور کامل ، گوارش و جذب شد . میزان اتانول از Avicel ، ۱- gg 43/0 بود . در حالیکه ۲۰ ، ۵۰ و ۱ تا g100 ساقه ی بیش تیمار شده با اسید رقیق به ترتیب منجر به تولید ۳۹/۱۰ ، ۳۷/۰ و ۱-gg 6/03 اتانول شد . این نتایج نشان دادند که م.ایندی قادر به تولید اتانول از هیدرولیزاتهای آنزیمی در یک  زمان ۲۴ ساعته می باشد . پس از مصرف کامل گلوکز غلظت اتانول ، عملاً ثابت بود ( تصویر b 2) . بیومس (توده زیستی ) ، در انتهای آزمایشات و محصل آن براساس تشکیل بیومس برای هر قند مصرف شده محاسبه شدند . میزان بیومس ۱۱/۰ تا ۱-gg 17/0 از ساقه پیش تیمار شده یا Aricel بود ( جدول ۳ ) .

ر.اریزا مشابه م.ایندی قادر به رشد روی هیدرولیزاتها و تولید اتانول بود . تحت شرایط آزمایشی مصرف کامل هگزوز بوسیله ر.اریزا مستم دو روز تخمیر بود که بسیار طولانی تر از م.ایندی بود ( تصویر ۳ ) . علاوه بر این میزان اتانول بیومس و گلیسرول بوسیله ر.اریزا معمولاً پایین از این مقادیر از م.ایندی بود ( جدول ۳  ) . از سوی دیگر تشکیل ۱-gg 09/0 -05/0  اسید لاکتیک بوسیله کشت ر.اریزا مشاهده شد ( جدول ۳ )

نیم رخ گلوکز ، اتانول و گلیسرول در طول کشت روی هیدرولیزاتها با استفاده از س.سرویسیا در تصویر ۴ نشان داده شده و محصولات کلی در جدول ۳ خلاصه شده اند . مقادیر اتانول و گلیسرول از هیدرولیزاتهای مختلف ۱-gg 02/0 -01/0 بیش از م.ایندی بود ( جدول ۳ ) . با این حال ، م.ایندیکلوس ، بیومس بیشتری نسبت به مخمر نانوایی تولید کرد . از سوی دیگر هم م.ایندیکلوس و س.سرویسیا قادر به مصرف کامل گلوکز در یک روز بودند که سریعتر از ر.اریزا می باشد.

تصویر ۱ . تاثیر ph . 5/4 ، ۵ ، ۵/۵ ، روی هیدرولیز سلو در هیدرولیز آنزیمی در دمای ثابت ۳۸ ، ۴۵  و ۵۰ .

تولبد اتانول بوسیله موکور ایندی و ریزوپوس اریزا از ساقه برنج بوسیله تخمیر و هیدرولیز جداگانه

نوشته تولبد اتانول بوسیله موکور ایندی و ریزوپوس اریزا از ساقه برنج بوسیله تخمیر و هیدرولیز جداگانه اولین بار در فايل مارکت - بازار فايل. پدیدار شد.

Powered by WPeMatico

معماری اسلامی ”گرمابه“

نقشه های استراتژی در مدیریت استراتژیک

هوش مصنوعي و شبکه های عصبی مصنوعی