بررسـی اثر استفـاده از اولـتراسوند با قـدرت پاییـن بر افزایـش راندمان تولیـد اتانول از آب پنیر بوسیله سـاکارومایـسس سـرویـزیه

ساکارومایسس سرویزیه تخمیرکننده قوی است که کارایی بسیار بالایی در صنعت تخمیر دارد و طی فرآیند تخمیر، اتانول بالایی تولید می نماید. روش های متعددی برای افزایش میزان اتانول وجود دارد، یکی از این روش ها استفاده از فراصوت می باشد. تحریک فراصوت با شدت پائین، باعث تحریک افزایش خروج آنزیم از دیواره ی سلولی شده و می تواند نفوذپذیری غشا و سرعت انتقال مواد را بهبود بخشد و رشد و تولید مثل سلول ها را بهینه کند، در نتیجه کاربردی مناسب در تولید اتانول خواهد داشت. برای کاهش هزینه های تولید محصولات میکروبی در صنعت، بهتر است از محصولات فرعی یا ضایعات کشاورزی استفاده کرد. یکی از این محصولات فرعی آب پنیر می باشد که غنی از مواد مغذی مانند ویتامین، پروتئین و اسید آمینه ضروری می باشد. با توجه به غنای این ماده، قدرت آلوده کنندگی آن زیاد بوده و با توجه به میزان بالای تولید جهانی آن، یکی از منابع بسیار مهم آلودگی محیط زیست به شمار می رود. در این تحقیق از مخمر ساکارومایسس سرویزیه pttc 5269 استفاده شد. آب پنیر به عنوان بستر تولید اتانول انتخاب شده، بر اساس محیط پوتیتو دکستروز براث (potato dextrose broth=pdb) فرموله و نتیجه با محیط معمولی pdb مقایسه گردید. بهینه سازی میزان تولید اتانول در محیط کشت pdb و محیط حاوی آب پنیر، همچنین اثر اعمال امواج با شدت پائین فراصوت، بر روی راندمان تولید اتانول با استفاده از روش سطح پاسخ (rsm) مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی آماری از طرح باکس بنکن box-behnken=bb)) شامل 16 آزمایش با سه متغیر مستقل؛ توان فراصوت (2، 6 و 10 وات)، زمان اعمال فراصوت (10، 20 و 30 ثانیه) و افزودن گلوکز (5، 10 و 15 درصد) استفاده شد و تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار آماری sas 9.1 انجام گردید. همچنین همبستگی دوگانه و رگرسیون خطی با نرم افزار spss 16 ارزیابی و به جهت مقایسه میانگین نمونه ها، آزمون تصادفی دانکن مورد بررسی قرار گرفت. در این مرحله نمودارهای سطح پاسخ با نرم افزار statistica 10 رسم شد. اثر تیمارها بر روی اتانول تولیدی، وزن خشک مخمر و گلوکز باقیمانده ارزیابی گردید. در مرحله بعد اثر همزمان اعمال فراصوت و تغییر محیط کشت بر اتانول تولیدی، وزن خشک مخمر و گلوکز باقیمانده بررسی گردید. در مرحله بعد برای بررسی اثر فراصوت بر نفوذپذیری غشاء سلولی آزمون فلوسایتومتری انجام شد. شرایط عملکرد بهینه حاصل از روش rsm، توان فراصوت 6 وات، زمان اعمال فراصوت 20 ثانیه و افزودن 10 درصد گلوکز بود. نتایج نشان داد که میزان وزن خشک و میزان اتانول تولیدی با اعمال فراصوت افزایش یافت (01/0>p). بیشترین میزان اتانول در توان متوسط و زمان متوسط بدست آمد. همچنین تفاوت معنی داری در بین روش های مختلف به کار برده شده وجود داشت (001/0>p). تأثیر همزمان اعمال فراصوت و تغییر محیط کشت، سبب افزایش تولید اتانول و افزایش وزن خشک مخمر شد (001/0>p). نمونه تیمار شده با فراصوت و بدون تغییر محیط کشت، در مقایسه با نمونه های تیمار نشده با فراصوت افزایش معنی داری در تولید اتانول و در وزن خشک مخمر داشت (01/0>p). علاوه بر این، تولید اتانول در محیط آب پنیر بسیار بیشتر از محیط pdb بود. از این رو تیمار فراصوت و افزودن آب پنیر به عنوان دو روش مهم برای رسیدن به بیشترین میزان اتانول، و ترکیب آن ها به عنوان بهترین روش برای رسیدن به بالاترین میزان تولید اتانول انتخاب شد. این مطالعه نشان داد که فراصوت با توان پایین در فرکانس 30-20 کیلوهرتز، می تواند سبب افزایش تولید اتانول از طریق تحریک کارایی ساکارومایسس سرویزیه شود. فلوسایتومتری نشان داد فراصوت موجب بهبود نفوذپذیری غشاء می شود.