การปรับสภาพฟางข้าวเพื่อผลิตไบโอเอทานอลโดยเชื้อ Kluyveromyces marxianus

Abstract

การศึกษาการย่อยฟางข้าวด้วยเอนไซม์เพื่อใช้เป็นสับสเตรทในการผลิตเอทานอลด้วยเชื้อยีสต์ Kluyveromyces marxianus มีวัตถุประสงค์คือ 1) เพื่อศึกษาผลของการปรับสภาพของฟางข้าว โดยใช้กรด /ด่าง ร่วมกับ เอนไซม์เซลลูเลสทางการค้า (Aspergillus niger) 2) เพื่อศึกษาการทนต่อความเข้มข้นเอทานอล และความทนต่ออุณหภูมิสูงของเชื้อ K.marxianus 3) เพื่อศึกษาความสามารถของ K.marxianus ในกระบวนการหมักเอทานอลโดยใช้ไฮโดรไลเสทฟางข้าวเป็นสับสเตรท จากผลการทดลองพบว่า การปรับสภาพด้วยกรดซัลฟิวริก 1% (v/v) ร่วมกับเอนไซม์เซลลูเลส ทางการค้า 500 ไมโครลิตร สภาวะการย่อยที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 6 ชั่วโมง จะได้นํ้าตาลกลูโคสและไซโลสเท่ากับ 21.53 และ 69.59 กรัมต่อมิลลิลิตร ความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิที่ 30, 35, 40, 45, 50 และ 55°C และผลการทนต่อเอทานอลที่ความเข้มข้น 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5 และ 15% (v/v) แสดงให้เห็นว่า K. marxianus สามารถทนต่ออุณหภูมิได้ ถึง 40°C และทนต่อความ เข้มข้นของเอทานอล 10% (v/v) ที่อุณหภูมิ 30°C เป็นเวลา 48 ชั่วโมง หลังจากนั้นทำการกำจัดสารพิษในไฮโดรไลเสทด้วยวิธี Overliming-detoxified และหมักด้วยเชื้อ
K. marxianus 20% (v/v) เป็นเวลา 120 ชั่วโมง ภายใต้สภาวะอุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส อัตรา การเขย่าความเร็วรอบ 150 rpm ปริมาณเอทานอลสูงสุดอยู่ที่ 24 ชั่วโมง เท่ากับ 0.226 % (v/v).

Enzymatic hydrolysis of rice straw as a substrate for ethanol production using Kluyveromyces marxianus purpose were: 1) To study pretreatment method of rice
straw using acid / base with commercial cellulase enzymes (Aspergillus niger), 2) To study the resistance to ethanol concentration and high temperature of K.marxianus 3) To study the ability of K.marxianus in ethanol fermentation process using rice straw hydrolysate as substrate. The results showed that pretreatment with sulfuric acid 1% (v/v) with the commercial enzyme cellulose 500 microliter digestion at 37°C for 6 hours release glucose and xylose were 21.53 and 69.59 g/l. The tolerance at temperatures of 30, 35, 40, 45, 50 and 55°C and high ethanol concentrations of 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5 and 15% (v/v) present K. marxianus can tolerance temperatures up to 40°C and ethanol concentration 10% (v/v) at a temperature of 30°C for 48 hours. Removal of toxic compounds by overliming-detoxified and inoculating of K. marxianus 20% (v/v) in hydrolysate under conditions temperature at 30°C, shaking speed of 150 rpm rate for 120 hours gave highest ethanol was 0.226% (v/v) for 24 hours.