คุณสมบัติทางเคมีและกระบวนการหมักเอทานอลจากมันพื้นเมืองสกุล Dioscorea sp.
คำสำคัญ:
มันพื้นเมืองสกุล Dioscorea sp, กระบวนการหมักแอลกอฮอล์, เอทานอลบทคัดย่อ
การศึกษาคุณสมบัติทางเคมีและการผลิตเอทานอลจากมันพื้นเมืองสกุลแยม (Dioscorea sp.) จำนวน 3 ชนิด ได้แก่ มันจาวพร้าว (D. alata L.) มันมือเสือ (D. esculenta L.) และกลอย (D. hispida Dennst.) พบว่า มันจาวพร้าวมีปริมาณไขมันสูงสุด ส่วนมันมือเสือมีปริมาณคาร์โบไฮเดรทและพลังงานสูงสุด ในขณะที่กลอยมีปริมาณเถ้า ปริมาณโปรตีน และปริมาณความชื้นสูงสุด สำหรับการผลิตเอทานอลจากมันพื้นเมืองสกุลแยม พบว่า กระบวนการย่อยเป็นน้ำตาลและหมักพร้อมกันแบบ SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation) แบบไม่เติมอากาศ ขั้นตอนที่ 1 ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ของพื้นเมืองสกุลแยม ทั้ง 3 ชนิด ที่ย่อยด้วยเอนไซม์แอลฟา อะไมเลส ที่ผลิตจากเชื้อ Aspergillus oryzae เข้มข้นร้อยละ 0.1 โดยน้ำหนัก พบว่า ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ของมันจาวพร้าว มันมือเสือ และกลอยสูงสุดเท่ากับ 65.95±12.44 64.17±14.64 และ 59.19±16.49 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ ขั้นตอนที่ 2 การผลิตเอทานอลจากมันพื้นเมืองสกุลแยม ผ่านกระบวนการหมักด้วยวิธี SSF ในระดับห้องปฏิบัติการ โดยใช้ยีสต์ Saccharomyces cerevisiae สายพันธุ์ TISTR 5339 พบว่า สารละลายส่วนใสที่แยกได้จากกระบวนการหมักของมันจาวพร้าว มันมือเสือ และกลอย ให้ค่าความเป็นกรด-ด่าง ปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมด ปริมาณกลูโคส และปริมาณเอทานอล มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p<0.05)
เอกสารอ้างอิง
Akponah, E. & Akpomie, O.O. (2011). Analysis of the suitability of yam, potato and cassava root peels for bioethanol production using Saccharomyces cerevisae. International Research Journal of Microbiology. 2(10), 393-398.
Amani, N.G.G., Buléon, A., Kamenan, A. & Colonna, P. (2004). Variability in starch physicochemical and functional properties of yam (Dioscorea sp.) cultivated in Ivory Coast. Journal of the Science of Food and Agriculture. 84(15),
2085-2096.
AOAC. (2000). Official Methods of Analysis. 17th Edition, The Association of Official Analytical Chemists, Gaithersburg, MD, USA.
Brunnschweiler, J., Luehi, D., Handschin, S., Farah, Z., Escher, F. & Conde-Petit, B. (2005). Isolation, physicochemical characterization and application of yam (Dioscorea spp) starch as thickening and gelling agent. Starch. 57(3-4), 107-117.
Fan, L. T., Gharpuray, M. M. & Lee, Y. H. (1987). Cellulose hydrolysis. Berlin, Germany: Springer-Verlag.
Farhat, I.A. Oguntona, T. & Neal, R.J. (1999). Characterisation of starches from west African yams. Journal of the Science of Food and Agriculture. 79(15), 2105-2112.
Hernández-Salas, J.M., Villa-Ramírez, M.S., Veloz-Rendón, J.S., Rivera-Hernández, K.N., González-César, R.A., Plascencia-Espinosa, M.A., & Trejo-Estrada, S.R. (2009). Comparative hydrolysis and fermentation of sugarcane and agave bagasse. Bioresource Technology. 100(3), 1238-1245.
Jayakody, L., Hoover, R., Liu, Q. & Donner, E. (2007). Studies on tuber starched. II. Molecular structure, composition and physicochemical properties of yam (Dioscorea sp.) starches grown in Sri Lanka. Carbohydrate Polymers. 69(1),
148-163.
Jeon, J.R., Lee, J.S., Lee, C.H., Kim, S.D. & Nam, D.M. (2006). Effect of ethanol extract of dried Chinese yam (Dioscorea batatas) flour containing dioscin on gastrointestinal function in rat model. Archives of Pharmacal Research.
29(5), 348-353.
Karam, L.B., Ferrero, C., Martino, M.N, Zaritzky, N.E. & Grossmann, M.V.E. (2006). Thermal microstructural and textural characterisation of gelatinised corn, cassava and yam starch blends”. International of Food Science and
Technology. 41(7), 805-812.
Mali, S., Grossmann, M.V.E., Garcia, M.A., Martino, M.N. & Zaritzky. (2002). Micro-structural characterization of yam starch films. Carbohydrate Polymers. 50(4), 379-386.
Miller, C.O., Skoog, F., Okomura, F.S., von Saltza, M.H. & Strong, F.M. (1956). Isolation, structure and synthesis of kinetin, a substance promoting cell division. Journal of the American Chemical Society. 78, 1345-1350.
Osuji, C.M., Nwanekezi, E.C., Amadi, E.M. & Osuji, C.A. (2010). Yield of ethanol from enzyme-hydrolyzed yam (Dioscorea rotundata) and cocoyam (Xanthosoma sagittifolium) Flours. Nigerian Food Journal. 28(2), 1-5.
Tamunaidu, P., Matsui, N., Okimori, Y. & Saka, S. (2013). Nipa (Nypa fruticans) sap as a potential feedstock for ethanol production. Biomass and Bioenergy. 52, 96-102.
Riley, C.K., Adebayo, S.A., Wheatley, A.O. & Asemota, H.N. (2006). Fundamental and Derived properties of yam (Dioscorea spp.) starch powders and implications in tablet and capsule formulation. Starch. 58(8), 418-424.
Riley, C.K., Wheatley, A.O. Hassan, I., Ahmad, M.H. Morrison, E.Y.S.A. & Asemota, H.N. (2004). In vitro Digestibility of Raw Starch Extracted from Five Yam (Dioscorea spp.) Species Grown in Jamaica. Starch. 56(2) 69-73.
Scragg, A.H. (2009). Biofuels: Production, Application and Development. UK: Cambridge.
Soontornchaiboon, W., Chunhachart, O., & Pawongrat, R. (2012). Ethanol production from yam bean using yease Saccharomyces cerevisiae TISTR 5339. 1st Mae Fah Luang University International Conference.
Sriroth, K., Piyachomkwan K., Chatakanonda, P., Wanlapatit, S. & Keawsompong, S. (2006). Improvement of raw starch hydrolysis by enzyme process in ethanol production from cassava. Complete Research Report, National Research
Council of Thailand. (in Thai)
Thatoi, H., Dash, P.K., Mohapata, S. & Swain, M.R. (2014). Ethanol production from tuber crops using fermentation technology: A Review. Indian Institute of Technology Madras. 1-26.
Wagner, W. (2005). Biodiesel and ethanol from soybeans and sugar beets. BioCycle. 46(6), 10.
Wang, W.-M., Lai, V.M.F., Chang, K.,-F., Lu, S. & Ho, H.-H. (2006). Effect of Amylopectin Structure on the Gelatinization and Pasting Properties of Selected Yam (Dioscorea spp.). Starch. 58(11), 572-579.
Wanikorn, P. (2007). Qualitative and quantitative analysis of some substances in pummelo wine. Bachelor of Science (General Science) Thesis. Department of Science, Kasetsart University. (in Thai)
Wickramasinghe, H.A.M., Takigawa, S., Mastsuura-Endo, C., Yamauchi, H. & Noda, T. (2009). Comparative analysis of starch properties of different root and tuber crops of Sri Lanka. Food Chemistry. 112(4), 547-560.
Yoonan, K. (2003). A Study of optimal conditions for fermentable sugar production from cassava peels. Master of Science Thesis, King Mongkut’s University of Technology Thonburi. (in Thai)
Zaky, A.S., Pensupa, N., Andrade-Eiroa, A., Tucker, G.A. & Chenyu Du. (2017). A new HPLC method for simultaneously measuring chloride, sugars, organic acids and alcohols in food samples. Journal of Food Composition and
Analysis. 56, 25-33.
Amani, N.G.G., Buléon, A., Kamenan, A. & Colonna, P. (2004). Variability in starch physicochemical and functional properties of yam (Dioscorea sp.) cultivated in Ivory Coast. Journal of the Science of Food and Agriculture. 84(15),
2085-2096.
AOAC. (2000). Official Methods of Analysis. 17th Edition, The Association of Official Analytical Chemists, Gaithersburg, MD, USA.
Brunnschweiler, J., Luehi, D., Handschin, S., Farah, Z., Escher, F. & Conde-Petit, B. (2005). Isolation, physicochemical characterization and application of yam (Dioscorea spp) starch as thickening and gelling agent. Starch. 57(3-4), 107-117.
Fan, L. T., Gharpuray, M. M. & Lee, Y. H. (1987). Cellulose hydrolysis. Berlin, Germany: Springer-Verlag.
Farhat, I.A. Oguntona, T. & Neal, R.J. (1999). Characterisation of starches from west African yams. Journal of the Science of Food and Agriculture. 79(15), 2105-2112.
Hernández-Salas, J.M., Villa-Ramírez, M.S., Veloz-Rendón, J.S., Rivera-Hernández, K.N., González-César, R.A., Plascencia-Espinosa, M.A., & Trejo-Estrada, S.R. (2009). Comparative hydrolysis and fermentation of sugarcane and agave bagasse. Bioresource Technology. 100(3), 1238-1245.
Jayakody, L., Hoover, R., Liu, Q. & Donner, E. (2007). Studies on tuber starched. II. Molecular structure, composition and physicochemical properties of yam (Dioscorea sp.) starches grown in Sri Lanka. Carbohydrate Polymers. 69(1),
148-163.
Jeon, J.R., Lee, J.S., Lee, C.H., Kim, S.D. & Nam, D.M. (2006). Effect of ethanol extract of dried Chinese yam (Dioscorea batatas) flour containing dioscin on gastrointestinal function in rat model. Archives of Pharmacal Research.
29(5), 348-353.
Karam, L.B., Ferrero, C., Martino, M.N, Zaritzky, N.E. & Grossmann, M.V.E. (2006). Thermal microstructural and textural characterisation of gelatinised corn, cassava and yam starch blends”. International of Food Science and
Technology. 41(7), 805-812.
Mali, S., Grossmann, M.V.E., Garcia, M.A., Martino, M.N. & Zaritzky. (2002). Micro-structural characterization of yam starch films. Carbohydrate Polymers. 50(4), 379-386.
Miller, C.O., Skoog, F., Okomura, F.S., von Saltza, M.H. & Strong, F.M. (1956). Isolation, structure and synthesis of kinetin, a substance promoting cell division. Journal of the American Chemical Society. 78, 1345-1350.
Osuji, C.M., Nwanekezi, E.C., Amadi, E.M. & Osuji, C.A. (2010). Yield of ethanol from enzyme-hydrolyzed yam (Dioscorea rotundata) and cocoyam (Xanthosoma sagittifolium) Flours. Nigerian Food Journal. 28(2), 1-5.
Tamunaidu, P., Matsui, N., Okimori, Y. & Saka, S. (2013). Nipa (Nypa fruticans) sap as a potential feedstock for ethanol production. Biomass and Bioenergy. 52, 96-102.
Riley, C.K., Adebayo, S.A., Wheatley, A.O. & Asemota, H.N. (2006). Fundamental and Derived properties of yam (Dioscorea spp.) starch powders and implications in tablet and capsule formulation. Starch. 58(8), 418-424.
Riley, C.K., Wheatley, A.O. Hassan, I., Ahmad, M.H. Morrison, E.Y.S.A. & Asemota, H.N. (2004). In vitro Digestibility of Raw Starch Extracted from Five Yam (Dioscorea spp.) Species Grown in Jamaica. Starch. 56(2) 69-73.
Scragg, A.H. (2009). Biofuels: Production, Application and Development. UK: Cambridge.
Soontornchaiboon, W., Chunhachart, O., & Pawongrat, R. (2012). Ethanol production from yam bean using yease Saccharomyces cerevisiae TISTR 5339. 1st Mae Fah Luang University International Conference.
Sriroth, K., Piyachomkwan K., Chatakanonda, P., Wanlapatit, S. & Keawsompong, S. (2006). Improvement of raw starch hydrolysis by enzyme process in ethanol production from cassava. Complete Research Report, National Research
Council of Thailand. (in Thai)
Thatoi, H., Dash, P.K., Mohapata, S. & Swain, M.R. (2014). Ethanol production from tuber crops using fermentation technology: A Review. Indian Institute of Technology Madras. 1-26.
Wagner, W. (2005). Biodiesel and ethanol from soybeans and sugar beets. BioCycle. 46(6), 10.
Wang, W.-M., Lai, V.M.F., Chang, K.,-F., Lu, S. & Ho, H.-H. (2006). Effect of Amylopectin Structure on the Gelatinization and Pasting Properties of Selected Yam (Dioscorea spp.). Starch. 58(11), 572-579.
Wanikorn, P. (2007). Qualitative and quantitative analysis of some substances in pummelo wine. Bachelor of Science (General Science) Thesis. Department of Science, Kasetsart University. (in Thai)
Wickramasinghe, H.A.M., Takigawa, S., Mastsuura-Endo, C., Yamauchi, H. & Noda, T. (2009). Comparative analysis of starch properties of different root and tuber crops of Sri Lanka. Food Chemistry. 112(4), 547-560.
Yoonan, K. (2003). A Study of optimal conditions for fermentable sugar production from cassava peels. Master of Science Thesis, King Mongkut’s University of Technology Thonburi. (in Thai)
Zaky, A.S., Pensupa, N., Andrade-Eiroa, A., Tucker, G.A. & Chenyu Du. (2017). A new HPLC method for simultaneously measuring chloride, sugars, organic acids and alcohols in food samples. Journal of Food Composition and
Analysis. 56, 25-33.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
2019-01-15
ฉบับ
ประเภทบทความ
บทความวิจัย (Research Article)
สัญญาอนุญาต
โปรดกรอกเอกสารและลงนาม "หนังสือรับรองให้ตีพิมพ์บทความในวารสารวิจัยมหาวิทยาลัยราชภัฏพระนคร สาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี" ก่อนการตีพิมพ์
