أمثلة إنتاج خميرة الخباز والإيتانول الحيوي من عصارة الذرة البيضاء السكرية

Abstract

هدف البحث إلى دراسة استثمار عصارة نبات الذرة البيضاء السكرية (Sugar Sorghum)، في إكثار خميرة الخباز (Saccharomyces cerevisiae) وإنتاج الإيتانول الحيوي، مع أمثلة شروط إنتاجهما بطريقة الدفعة الواحدة (Batch)، ودراسة إمكانية الاستعاضة عن إضافة مصادر أزوت خارجية لمولاس الشوندر السكري وذلك بتحضير خلائط من عصارة ساق الذرة السكرية مع مولاس الشوندر السكري. درس تأثير سبعة عوامل وبثلاث مستويات لكل عامل في الكتلة الحيوية للخميرة الناتجة، رقم الحموضة الأولى (6) زمن التخمر (14) 28 42 ساعة تركيز فوسفات ثنائية الأمونيوم (0.50 (1%)، تركيز السكر الأولى (52.5 (7.5%)، ودرجة الحرارة 20 30 40م)، سرعة دوران الهزازة الرحوية ( 200، 250 300 دورة دقيقة)، حجم العصارة ( 250 500 750 مل بينت النتائج معنوية تأثير العوامل المدروسة ووجود تأثير تفاعلي معنوي (0.01) بين هذه العوامل وأن الشروط المثلى للحصول على أعلى كتلة حيوية جافة للخميرة (6.9 غ / ليتر ) من عصارة الذرة البيضاء هي : تركيز سكر أولى 5.3% ، ورقم الحموضة pH وزمن التخمر 28 ساعة وسرعة الدوران 250 دورة دقيقة ودرجة الحرارة 30م، ونسبة العصارة للدورق المثالية 2:1، ودون الحاجة لإضافة فوسفات ثنائية الأمونيوم، في حين كان تركيز السكر الأولي وتركيز فوسفات ثنائية الأمونيوم الأمثل بالنسبة للمولاس هي: 5% و 0.5% على التوالي، وأعطى عندها المولاس 3.47 غ ليتر من الخميرة الجافة، وبتطبيق الشروط المستحصل عليها من تجارب الدوارق في المفاعل الحيوي المخبري، ارتفع المردود من 15.97% إلى 23.68% بزيادة قدرها 7.71% بالنسبة لعصارة الذرة السكرية) ومن 11.12% إلى 20.3 % بزيادة قدرها 9.18% بالنسبة لمولاس الشوندر)، ولإنتاج الإيتانول درس تأثير أربعة عوامل وبثلاث مستويات لكل عامل تركيز سكر أولي (12) 15، 18، رقم الحموضة الأولى (654) وثلاث خلطات من فوسفات ثنائية الأمونيوم واليوريا، وحجم القاحة (1) 3(5%)، وبينت النتائج تفوق عصارة الذرة البيضاء السكرية معنوياً على مولاس الشوندر 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 اللقاح 3% وبعد 24 ساعة من التخمير، ودون الحاجة لإضافة فوسفات ثنائية الأمونيوم أو اليوريا، وبالنسبة للخلطات المدروسة بينت النتائج إمكانية الاستغناء عن إضافة اليوريا وفوسفات ثنائية الأمونيوم لتحسين خواص مولاس الشوندر السكري، وذلك بتحضير خليط من 50% عصارة الذرة السكرية و 50% مولاس الشوندر، حيث أعطت هذه الخلطة (C) 4.31 ليتر من الخميرة الجافة و 7.9% إيتانول بزيادة قدرها 0.96 ليتر عن المولاس عند إضافة فوسفات ثنائية الأمونيوم بنسبة 0.5% لإنتاج الخميرة وبزيادة قدرها 0.7% عند إضافة اليوريا بنسبة 0.12% والفوسفات ثنائية الأمونيوم 0.34% لإنتاج الإيتانول وازدادت كمية الخميرة ونسبة الإيتانول مع ازدياد نسبة عصارة الذرة في الخلائط، حيث أعطت الخلطة التي احتوت 100% عصارة الذرة البيضاء السكرية أعلى كمية من الخميرة 5.9 غ ليتر وبمردود 23.68 % في المفاعل الحيوي، وأعلى نسبة من الإيتانول 8.9% حجم / حجم) وبمردود 63.57 % (حجم وزن) أكدت الدراسة على الأهمية التطبيقية لعصارة ساق الذرة البيضاء السكرية كركيزة في إنتاج خميرة الخباز S. cereviseae ذات الأهمية الإقتصادية والصناعية والغذائية وكمصدر لإنتاج الإيتانول الحيوي كطاقة نظيفة في المستقبل، وكمدعم لتحسين إنتاجية المولاس، مما يدعو إلى إدخاله في الخطة الزراعية، كتبات واعد، صديق للبيئة متحمل لظروف الجفاف، ومتعدد الاستعمال.