أمثلة إنتاج خميرة الخبز والإيتانول الحيوي من عصارة الذرة البيضاء السكرية

Abstract

هدف البحث إلى دراسة استثمار عصارة نبات الذرة البيضاء السكرية (Sugar Sorghum)، في إكثار خميرة الخبأ (Saccharomyces cerevisiae) وانتاج الإيتانول الحيوي، مع أمثلة شروط إنتاجها بطريقة الدفعة الواحدة (Batch)، ودراسة إمكانية الاستعاضة عن إضافة مصادر أزوت خارجية لملاس الشوندير السكري وذلك بتحضير خلاط من عصارة ساق الذرة السكرية مع ملاس الشوندير السكري.

درس تأثير سبعة عوامل وبالتالي مستويات لكل عامل في الكتلة الحيوية للخميرة الناتجة، رقم الحموضة الأولي (pH = 5.4 ± 0.1)، زمن التمر (24, 18, 12, 6, 3, 2 ساعة)، تركيز فوسفات ثنائية الأمنيوم (0.1, 0.5, 1%)، تركيز السكر الأولي (5.4 ± 0.1)، درجة الحرارة (20, 30, 40 °C)، سرعة دوران الهاززة الزوجية (250, 300 دورة/دقيقة)، حجم العصارة (750, 500, 250 مل). بينت النتائج معنوية تأثير العوامل المدروسة وجود تأثير تفاعلي معنوي (p < 0.01) بين هذه العوامل وأن الشروط المثلى للحصول على أعلى كتلة حيوية جافة للخميرة (9.6 غ / ليتر) من عصارة الذرة البيضاء هي: تركيز سكر أولى 5.3%، رقم الحموضة (pH = 5)، وزن التمر 28 ساعة وسرعة الدوران 250 دورة/دقيقة ودرجة الحرارة 30° م، ونسبة العصارة للدورق المثالية 2.1، ودون الحاجة لإضافة فوسفات ثنائية الأمنيوم، في حين كان تركيز السكر الأولي وتركيز فوسفات ثنائية الأمنيوم الأمثل بالنسبة للملاس هي: 5% > 0.5% على التوالي، وأعطى عندها الملاس 3.47 غ / ليتر من الخميرة الجافة، وتطبيق الشروط المستحصل عليها من تجارب الدوارق في القطاع الحيوي المخبري، ارتفع المردود من 15.97 إلى 23.68% زيادة قدرها 7.71% (بالنسبة لعصارة الذرة السكرية) ومن 11.12% إلى 20.3% زيادة قدرها 9.18% (بالنسبة للملاس الشوندير)، وإنتاج الإيتانول ذرس تأثير أربعة عوامل وبذلك مستويات لكل عامل: تركز سكر أولى (12, 15, 18%), رقم الحموضة الأولي (pH = 5, 4)وبذلك مستويات لكل عامل: تركيز سكر أولي (12, 15, 18%)، رقم الحموضة الأولي (pH = 4)، وبينت النتائج تفوق عصارة الذرة البيضاء السكرية معنوياً على مولد الشوندير السكري في إنتاج الإيتانول، وكانت الشروط المثلى للحصول على أعلى نسبة من الإيتانول 8.76% (حجم / حجم) من عصارة الذرة هي: تركيز السكر 16% ورقم الحموضة pH = 5 وحجم القمح 3% وبعد 24 ساعة من التخمير، ودون الحاجة لإضافة فوسفات ثنائية الأمونيوم أو اليوريا، والبنسية للخلطات المدروسة بيّنت النتائج إمكانية الاستغناء عن إضافة اليوريا وفوسفات ثنائية الأمونيوم لتحسين خواص مولد الشوندير السكري، وذلك بتحضير خطوط من 50% عصارة الذرة السكرية و 50% مولد الشوندير، حيث أطلقت هذه الخطة (C 4.31 غ/لتر من الخميرة الجافة و 7.9% الإيتانول بزيادة قدرها 0.96 غ/لتر من المولد عند إضافة فوسفات ثنائية الأمونيوم بنسبة 0.5% لإنتاج الخميرة، وزيدة قدرها 0.7% عند إضافة اليوريا بنسبة 0.12% والفوسفات ثنائية الأمونيوم بنسبة 0.34% لإنتاج الإيتانول، وازدادت كمية الخميرة ونسبة الإيتانول مع ازدياد نسبة عصارة الذرة في الخلاط، حيث أطلقت الخطة التي احتوت 100% عصارة الذرة البيضاء السكرية أعلى كمية من الخميرة 5.9 غ/لتر وبمردد 23.68% (في المفاعل الحيوي)، وأعلى نسبة من الإيتانول 8.9% (حجم / حجم) وبمردد 63.57% (حجم / وزن)، أكدت الدراسة على الأهمية التطبيقية لعصارة ساق الذرة البيضاء السكرية كركيزة في إنتاج خميرة الخباز cerevisiae. S. dactyloides ذات الأهمية الاقتصادية والصناعية والغذائية وكصدرت لإنتاج الإيتانول الحيوي كطاقة نظيفة في المستقبل، وكدمج لتحسين إنتاجية المولد، مما يدعو إلى إدخاله في الخطة الزراعية، كتابت واعد، صديق للبيئة متحمل ظروف الجفاف، ومتعدد الاستعمال.