مطالعه کینتیکی هیدرولیز آنزیمی نشاسته توسط قارچ آسپرژیلوس نایجر و تولید اتانول با استفاده از مخمر ساکارومایسس سرویسیه

سابقه و هدف: استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی و بهنیه سازی آنها به منظور تولید سوخت های زیستی نظیر اتانول و به دلیل مسایل اقتصادی و محیط زیستی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. به همین دلیل در مطالعه حاضر به بررسی مدل کینتیکی فرآیند هیدرولیز آنزیمی نشاسته توسط قارچ آسپرژیلوس نایجر و تولید اتانول با استفاده از مخمر ساکارومایسس سرویسیه پرداخته شد. مواد و روش ها: این مطالعه در مقیاس آزمایشگاهی انجام گرفت. در این مطالعه، تاثیر پارامترهایی مانند pH و دما بر روی فرآیند هیدرولیز آنزیمی نشاسته توسط قارچ آسپرژیلوس نایجر مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای بررسی مدل کینتیکی فرآیند هیدرولیز آنزیمی از مدل کینتیکی میکائلیس-منتن استفاده گردید. به منظور تولید اتانول از نشاسته هیدرولیز شده از مخمر ساکارومایسس سرویسیه در دمای 25 درجه سلیسیوس و 4.5 pH استفاده شد. برای اندازه گیری غلظت اتانول تولیدی از دستگاه کروماتوگرافی گازی استفاد گردید. یافته ها: نتایج نشان داد که 5 pH و دمای 35 درجه سلیسیوس بیشترین تاثیر را بر روی تولید گلوکز توسط قارچ آسپرژیلوس نایجر دارند. همچنین بررسی مدل کینتیکی و ثابت های مدل، به ترتیب Vmax و Km برابر 10.41 و 73.23 را نشان دادند. مقایسه دادهای تجربی با داده های مدل به دست آمده، همبستگی بالای داده های تجربی و داده های مدل کینتیکی را تایید نمود (0.93 = R2). نتایج تولید اتانول توسط مخمر ساکارومایسس سرویسیه از محیط کشت هیدرولیز شده با غلظت گلوکز اولیه به میزان 32 گرم بر لیتر نشان داد که بیشترین میزان اتانول تولیدی و وزن خشک سلولی آن به ترتیب برابر 10.40 و 3.08 گرم بر لیتر می باشد. نتیجه گیری: بر اساس نتایج مطالعه حاضر می توان نتیجه گرفت که مدل کینتیکی میکائلیس-منتن قادر به پیش بینی هیدرولیز آنزیمی نشاسته می باشد. نشاسته هیدرولیز شده می تواند به عنوان یک سوبسترای مناسب برای تولید اتانول به کار گرفته شود.