توليد بيواتانول با استفاده از كشت تركيبي ميكروارگانيسم‌ها

كارشناسي ارشد

چكيده در سال¬هاي اخير به دليل كاهش ذخاير سوخت¬هاي فسيلي و آلودگي¬هاي محيط زيستي مرتبط با آنها، توجه محققين به توليد سوخت¬هاي تجديدپذير با آلودگي كمتر و از منابع اوليه ارزان معطوف شده است. بيواتانول از سوخت¬هاي مهمي است كه با استفاده از تخمير گلوكز و زايلوز، قندهاي حاصل از هيدروليز ضايعات كشاورزي (ليگنوسلولزي)، توليد مي¬شود. بهترين تخمير¬كننده گلوگز زايموموناس-موبيليس است كه قادر به تخمير زايلوز نمي¬باشد. در اين پژوهش از كشت تركيبي اين باكتري و مخمر پيشيااستيپتيس كه زايلوز را تخمير مي¬كند براي بهبود بازده توليد الكل استفاده شد. ابتدا، شرايط هوازي/بيهوازي بهينه ميكروارگانيسم¬ها تعيين و مشخص شد كه توليد بيواتانول از گلوكز توسط باكتري در حالت بيهوازي به دليل عدم تنفس سلولي تقريبا 2 برابر حالت هوازي مي¬باشد. توليد بيواتانول از زايلوز توسط مخمر در ارلن در سه نسبت 2:5، 3:5 و 4:5 از حجم محيط كشت به حجم ارلن نشان داد كه نسبت 2:5 منجر به سريع¬ترين نرخ مصرف زايلوز و بازده محصول برابر با 37/0 گرم اتانول به گرم قند مي¬شود. سپس به بررسي اثر حالت¬هاي مختلف كشت¬هاي تركيبي در محيط كشت نمكي حاوي دو قند گلوكز و زايلوز پرداخته شد. كشت متوالي دو مرحله¬اي، با كشت باكتري در يك بيوراكتور بيهوازي با حجم 400 ميلي¬ليتر و خارج¬سازي سلول¬هاي باكتري (به منظور جلوگيري از برهمكنش¬هاي بين ميكروبي با مخمر پيشيااستيپتيس) پس از مصرف كامل گلوكز و تلقيح مخمر در شرايط ميكروهوازي با بازده 41/0 گرم اتانول/گرم قند و بهره¬وري حجمي 26/0 گرم اتانول/(ليتر.ساعت) بهترين حالت كشت تركيبي مي¬باشد. اين نتايج نشان مي¬دهد كه با استفاده از كشت تركيبي مناسب مي¬توان بازده توليد اتانول را افزايش و در نتيجه هزينه توليد را كاهش داد. واژه‌هاي كليدي: بيواتانول، ضايعات كشاورزي، تركيبات ليگنوسلولزي، كشت تركيبي، زايموموناس-موبيليس، پيشيااستيپتيس

189724

دانشگاه علم و صنعت ايران

بيوتكنولوژي

دكتر فرشته نعيم پور