Ảnh hưởng bất lợi của việc tăng nồng độ đường đến sản xuất ethanol từ dịch lúa ngô hoặc lúa sorgo đỏ đã xay nhuyễn lên men với Saccharomyces cerevisiae hoặc Zymomonas mobilis

Biotechnology Letters - Tập 33 - Trang 301-307 - 2010
Esther Pérez-Carrillo1, M. Luisa Cortés-Callejas1, Luis E. Sabillón-Galeas2, Jorge L. Montalvo-Villarreal1, Jesica R. Canizo1, M. Georgina Moreno-Zepeda1, Sergio O. Serna-Saldivar1
1Departamento de Biotecnología e Ingeniería de Alimentos, Centro de Biotecnología, Tecnológico de Monterrey, Monterrey, México
2Agroindustrias Alimentarias. Escuela Agrícola Panamericana Zamorano, Tegucigalpa, Honduras

Tóm tắt

Hiệu quả lên men ethanol, chịu ảnh hưởng bởi nguồn nguyên liệu (ngô và lúa sorgo đỏ đã xay nhuyễn), nồng độ đường tổng (13 hoặc 20° Plato) và loại vi sinh vật (Saccharomyces cerevisiae hoặc Zymomonas mobilis) đã được nghiên cứu. Các dịch ngô cho năng suất 0,32 l ethanol kg−1 nguyên liệu xay nhuyễn, trong khi các dịch chuẩn bị từ lúa sorgo đỏ đã xay nhuyễn sản xuất được 0,28 l ethanol kg−1. Cả hai vi sinh vật đều sản xuất lượng ethanol tương tự nhau. Tuy nhiên, các dịch lúa có nồng độ cao (20° Plato) lại cho ít ethanol hơn so với các dịch điều chỉnh xuống 13° Plato (0,28 so với 0,22 l ethanol kg−1 nguyên liệu xay nhuyễn). Trong các dịch từ lúa sorgo đã xay nhuyễn điều chỉnh xuống 20° P, Z. mobilis sản xuất nhiều hơn 40 ml kg−1 ethanol so với S. cerevisiae. Ngoài ra, Z. mobilis cũng có độ phụ thuộc thấp hơn vào các hợp chất nitrogen.

Từ khóa

#Ethanol fermentation #maize #red sorghum #Saccharomyces cerevisiae #Zymomonas mobilis #sugar concentration

Tài liệu tham khảo

American Association of Cereal Chemists (2000) Approved methods of the AACC, 10th ed. St. Paul Amutha R, Gunasekaran P (2001) Production of ethanol form liquefied cassava starch using co-immobilized cells of Zymomonas mobilis and Saccharomyces diastaticus. J Biosci Bioeng 92:560–564 AOAC (1991) Official methods of analysis, 15th edn. Association of Official Analytical Chemists, Arlington, VA, USA Barber AR, Henningsson M, Pamment NB (2002) Acceleration of high-gravity yeast fermentation by acetaldehyde addition. Biotechnol Lett 24:891–895 Chuck-Hernandez C, Pérez-Carrillo E, Serna-Saldivar SO (2009) Production of bioethanol from steam-flaked sorgum and maize. J Cereal Sci 50:131–137 Corredor DY, Bean SR, Schober T, Wang D (2006) Effect of decorticating sorghum on ethanol production and composition of DDGS. Cereal Chem 83:17–21 DiMarco AA, Romano AH (1985) d-Glucose transport system of Zymomonas mobilis. Appl Environ Microbiol 49:151–157 Doudu KG, Taylor JRN, Belton PS, Hamaker BR (2003) Factors affecting sorghum protein digestibility. J Cereal Sci 38:117–131 Ezeogu LI, Duodu KG, Emmambux MN, Taylor JRN (2008) Influence of cooking conditions on the protein matrix or sorghum and maize endosperm flours. Cereal Chem 85:397–402 Hobley TJ, Pamment NB (1994) Differences in response of Zymomonas mobilis and Saccharomyces cerevisiae to change in extracellular ethanol concentration. Biotechnol Bioeng 43:155–158 Mahasukhonthachat K, Sopade PA, Gidley MJ (2010) Kinetics of starch digestion in sorghum as affected by particle size. J Food Eng 96:18–28 Miranda-Júnior M, Batistote M, Maffud-Cilli E, Ernandes JR (2009) Sucrose fermentation by brazilian etanol production yeasts in media containing structarally complex nitrogen sources. J Inst Brew 115:191–197 Naidu K, Singh V, Johnston DB, Rausch KD, Tumbleson ME (2007) Effects of ground corn particle size on ethanol yield and thin stillage soluble solids. Cereal Chem 84:6–9 Panesar PS, Marwaha SS, Kennedy JF (2006) Zymomonas mobilis: an alternative ethanol producer. J Chem Technol Biotechnol 81:623–635 Perez-Carrillo E, Serna-Saldivar SO, Alvarez MM, Cortes-Callejas ML (2008) Effect of sorghum decortication and use of protease prior to liquefaction with thermoresistant α-amylase on the efficiency of bioethanol production. Cereal Chem 85:92–802 Ranatunga TD, Jervis IJ, Helm RF, McMillan JD, Hatzis C (1997) Identification of inhibitory components toxic toward Zymomomnas mobilis CP4(pZB5) xylose fermentation. Appl Biochem Biotechnol 67:185–198 Ratnam-Bandaru VV, Rao-Somalanka S, Rao-Mendu D, Rao-Madicherla N, Chityala A (2006) Optimization of fermentation conditions for the production of ethanol from sago starch by co-inmobilized amiloglucosidase and cells of Zymomonas mobilis using response surface methodology. Enzyme Microbiol Technol 38:209–214 Vinson JA, Proch J, Bose P (2001) Determination of quantity and quality of polyphenol antioxidants in foods and beverages. Method Enzym 335:103–114 Wu X, Zhao R, Bean SR, Seib PA, McLaren JS, Madl RL, Tuinstra M, Lenz MC, Wang D (2007) Factors impacting ethanol production form grain sorghum in the dry-grind process. Cereal Chem 84:130–136