تولید اتانول و کیتوزان توسط مورفولوژی های مختلف قارچ موکور هیمالیس از کاه برنج

بیواتانول به عنوان سوختی پاک و تجدیدپذیر، جایگزین بسیار خوبی برای سوخت های فسیلی به شمار می آید. بیواتانول را می توان از سه دسته ماده ی خام اولیه شامل مواد قندی، مواد نشاسته ای و مواد لیگنوسلولزی تولید نمود. کاه برنج یکی از مواد زائد لیگنوسلولزی فراوان در دنیا محسوب می شود. در پژوهش حاضر، تولید بیواتانول از کاه برنج توسط مورفولوژی های مختلف قارچ موکور هیمالیس مورد بررسی قرار گرفت. کاه برنج با هیدروکسید سدیم و اسید فسفریک، به همراه اولتراسونیک یا بدون آن، قبل از فرآیند هیدرولیز آنزیمی، مورد پیش فرآوری قرار گرفت. پیش فرآوری قلیایی با محلول هیدروکسید سدیم 12 درصدی در دمای صفر درجه ی سانتیگراد و به مدت 3 ساعت انجام شد؛ در حالی که پیش فرآوری با اسید فسفریک 85 درصد در دمای 50 درجه ی سانتیگراد و به مدت 30 دقیقه صورت گرفت. پیش فرآوری ها منجر به بهبود فرآیند هیدرولیز آنزیمی گردید و بازده ی تئوری تولید گلوکز 93-76 درصد به دست آمد. بهترین عملکرد فرآیند هیدرولیز آنزیمی برای پیش فرآوری با هیدروکسید سدیم به همراه اولتراسونیک (93 درصد بازده ی تئوری تولید گلوکز) حاصل شد. قارچ موکور هیمالیس از جمله قارچ های فیلامنتوس و متعلق به رده زیگومایست ها می باشد و قادر به رشد با مورفولوژی های مختلف است. بر اساس نتایج این پژوهش، قارچ موکور هیمالیس توانایی مناسبی در تولید اتانول از سوبسترای کاه برنج از خود نشان داد. بیومس قارچ موکور هیمالیس مقادیر زیادی کیتوزان دارد و منبع مناسبی برای تولید این بیوپلیمر پرکاربرد به شمار می رود. در این تحقیق در ابتدا نحوه ی ایجاد مورفولوژی های مختلف قارچ موکور هیمالیس بررسی و مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج آزمایش ها نشان داد که تلقیح غلظت های کم اسپور برابر با 105×4-1 اسپور بر میلی لیتر و دسترسی به اکسیژن، منجر به رشد قارچ با مورفولوژی فیلامنتوسی خالص می شود؛ در صورتی که تلقیح اسپور با غلظت بیشتر، 105×20-10 و 106×8 اسپور بر میلی لیتر و اعمال شرایط هوازی، به ترتیب رشد قارچ با مورفولوژی فیلامنتوسی غالب و مخمری شکل غالب را به همراه دارد. همچنین، با تلقیح اسپور با غلظت زیاد (106×8 اسپور بر میلی لیتر) و به کارگیری شرایط بی هوازی، مورفولوژی مخمری شکل خالص حاصل می شود. در ادامه ی تحقیقات، تولید اتانول از هیدرولیزیت های کاه برنج مورد بررسی قرار گرفت. نتایج، توانایی تولید اتانول کلیه ی مورفولوژی های قارچ موکور هیمالیس از کاه برنج را نشان داد. ماکزیمم بازده ی تولید اتانول برای هیدرولیزیت کاه برنج پیش فرآوری شده با هیدروکسید سدیم همراه با اولتراسونیک 44/0 گرم بر گرم گلوکز توسط مورفولوژی مخمری شکل خالص قارچ موکور هیمالیس، حاصل شد. همچنین نتایج نشان داد که بازده ی تولید اتانول از هیدرولیزیت کاه برنج برای مورفولوژی مخمری شکل خالص نسبت به سایر مورفولوژی ها اندکی بیشتر است (44/0-35/0 گرم بر گرم گلوکز بسته به نوع پیش فرآوری). علاوه بر ماکزیمم بازده ی تولید اتانول و گلیسرول از هیدرولیزیت کاه برنج توسط مورفولوژی های مختلف قارچ موکور هیمالیس، بازده ی بیومس و میزان پروتئین، فسفات و کیتوزان دیواره ی سلولی نیز مورد بررسی قرار گرفت. بازده ی تولید بیومس مورفولوژی مخمری شکل در حالت هوازی بیش از مورفولوژی فیلامنتوسی است و بیومس این مورفولوژی پروتئین بیشتری نیز دارد؛ در حالی که سهم فسفات و کیتوزان موجود در بیومس این مورفولوژی، کمتر از مورفولوژی فیلامنتوسی است.