عنوان

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

‭۱۰۱۶۶پ‬

per

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

/محمد مهدی قلیان

: دانشکده :پردیس بین المللی ارس

چاپی

مقطع تحصیلی :کارشناسی ارشد

رشته :مهندسی علوم و صنایع غذایی گرایش

دانشگاه :دانشگاه تبریز

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 ۵۲۶۹‬ 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 بنکن‮‭Behnken=BB)) - Box‬شامل ‮‭۱۶‬ آزمایش با سه متغیر مستقل توان فراصوت‮‭(۲‬ ، ‮‭۶‬ و ‮‭۱۰‬ وات(، زمان اعمال فراصوت‮‭(۱۰‬ ، ‮‭۲۰‬ و ‮‭۳۰‬ ثانیه (و افزودن گلوکز‮‭(۵‬ ، ‮‭۱۰‬ و ‮‭۱۵‬ درصد (استفاده شد و تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار آماری ‮‭SAS ۹.۱‬ انجام گردید .همچنین همبستگی دوگانه و رگرسیون خطی با نرم افزار ‮‭SPSS ۱۶‬ 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 ۱۰‬ 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 روش‮‭RSM‬ ، توان فراصوت ‮‭۶‬ وات، زمان اعمال فراصوت ‮‭۲۰‬ ثانیه و افزودن ‮‭۱۰‬ درصد گلوکز بود .نتایج نشان داد که میزان وزن خشک و میزان اتانول تولیدی با اعمال فراصوت افزایش یافت .‮‭(۰۱/۰>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 .‮‭(۰۰۱/۰>P)‬ تأثیر همزمان اعمال فراصوت و تغییر محیط کشت، سبب افزایش تولید اتانول و افزایش وزن خشک مخمر شد .‮‭(۰۰۱/۰>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 .‮‭(۰۱/۰>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 فرکانس‮‭۲۰ - ۳۰‬کیلوهرتز، می تواند سبب افزایش تولید اتانول از طریق تحریک کارایی ساکارومایسس سرویزیه شود .فلوسایتومتری نشان داد فراصوت موجب بهبود نفوذپذیری غشاء می شود .

30 kHz frequency increased the efficiency of ethanol production by Saccharomyces cerevisiae. Flowcytometry test showed that ultrasound increased the cell membrane permeability -power ultrasound stimulation at 20-Behnken design contains 16 experiments with three independent variables; ultrasonic power (2, 6, and 10 watt), sonication time (10, 20 and 30 seconds) and added glucose (5, 10 and 15 ) were used for statistical purpose. The correlation and linear regression were assessed using SPSS 16 software. Duncan random test used to for mean comparison. The response surface curves were plotted using the STATISTICA 10 software. The effect of treatment evaluated on ethanol production, biomass and residual glucose. The next step was to evaluate the combination effect of sonication waves and the medium on ethanol production, biomass and residual glucose. For determination of cell wall permeability flowcytometric test was carried out. The optimum conditions were obtained from RSM method with 6 watt of ultrasound power, 20 seconds of sonication time and add 10 glucose. Results showed increasing effect on dry weight and the ethanol production by sonication (P<0.001). The largest amount of ethanol producing in the average power and time. There were significant result among the different methods (P<0.001). Effect of sonication time and culture change increased ethanol production and dry weight (P<0.001). There were significant increase in the ethanol production and dry weight samples treated with ultrasound and without changing the medium compared to samples not treated with ultrasound (P<0.01). In addition, ethanol production in the whey medium was much higher than for PDB medium. This study showed that low-products that are rich in nutrients like vitamins, proteins and essential amino acids.Whey is considered as one of the most important sources of environmental pollution due to its high level of global production. In this study the yeast Saccharomyces cerevisiae PTTC 5269 was used as the fermentative microorganism and whey was chosen as a substrate to ethanol production and formulated based on the Potato Dextrose Broth (PDB). Then the results were compared with PDB media. Ethanol production in the PDB media and culture medium containing whey and the effects of low intensity ultrasound on the ethanol production efficiency were determined by using response surface methodology (RSM). Box-products or waste for microbial production to reduce costs in the industry. Whey is one of the by-intensity ultrasound stimulation can increased enzymes output from the cell wall and improve membrane permeability. It can also help optimize the growth and reproduction of cells, so it has the appropriate application for ethanol production. It is better to use agricultural by-Saccharomyces cerevisiae is fermentative yeast and has very high efficiency in the fermentation industry which producing high ethanol during fermentation process. Ultrasound used as one of the methods to increase the amount of ethanol. Low

قلیان، محمد مهدی

رض‍ـایی م‍ـکرم،رض‍ـا، استاد راهنما

ح‍ـجازی، م‍ـحمد ام‍ـین، استاد راهنما

ص‍ـوتی خ‍ـیابانی، محم‍ـود، استاد مشاور

هم‍ـیش‍ـه ک‍ـار، ح‍ـام‍ـد، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی