بررسي آثار بازدارندگي تركيبات فورفورال و هيدروكسي متيل فورال در طي فرآيند تخمير بر روي رشد و بازده اتانول توليدي توسط مخمر ساكارومايسس سرويسيه

Survey of the inhibitory effect on growth and ethanol yield in the fermentation process of baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae

مقدمه: استفاده از فرآيند هيدروليز به منظور آزاد‏سازی قندهای قابل احيا براي توليد اتانول از مواد پلي‏ساكاريدی، به‏ويژه در فرآيند هيدروليز اسيدی باعت توليد تركيبات بازدارنده رشد ميكروارگانيسم‏ها مانند فورفورال و هيدروكسی متيل فورال مي‏شود. وجود اين تركيبات در محيط كشت علاوه بر كاهش رشد ميكروارگانيسم وكاهش گلوكز مصرفي موجب كاهش بازده اتانول توليدی نيز مي‏شود. به همين علت مطالعه حاضر تلاش در بررسي اثر اين تركيبات بر روی رشد مخمرساكاررومايسس سرويسيه دارد‏‏. مواد و روش‏‏ها: به منظور بررسی آثار بازدارنده دو تركيب فورفورال وهيدروكسی متيل فورال بر روی رشد مخمر ساكارومايسس سرويسيه و بازده اتانول توليدی توسط آن، 4 سري آزمايش با غلظت‏های صفر يا شاهد، 5/0، 1 و 2 گرم بر ليتر از هر تركيب تهيه شد و آثار بازدارندگی آن‏ها بر روی رشد مخمر و بازده اتانول توليدی توسط آن در مدت زمان 36 ساعت مطالعه شد. نتايج: نتايج نشان داد كه با افزايش غلظت دو تركيب فورفورال و هيدروكسی ‏متيل فورال ميزان بازدارندگی هر دو تركيب افزايش مي‏يابد به طوری كه بيش‏ترين بازده اتانول توليدی برای هر دو تركيب فورفورال و برای هيدروكسی متيل فورال در نمونه شاهد و غلظت 5/0 گرم بر ليتر به‏دست آمد. همچنين، نتايج نشان داد كه تركيب فورفورال به مراتب تأثير بازدارندگی بيشتری نسبت به هيدروكسی متيل فورال بر روي رشد مخمر ومتابوليسم آن دارد. بحث و نتيجه‏گيری: به طور كلی كاهش ميزان گلوكز مصرفی با افزايش غلظت اين تركيبات گويای آثار منفی اين دو تركيب بر روی رشد و متابولسيم مخمر و در نتيجه كاهش بازده اتانول توليدی است.

Introduction: The use of hydrolysis process in order to release reducing sugars of Polysaccharide materials for ethanol production, especially in acid hydrolysis process, causes the produce growth inhibitors compounds such as furfural and hydroxymethyl. Existing these compounds in culture medium, in addition to decrease microorganism growth and glucose consumption they cause the decrease efficiency of ethanol production. Materials and methods: In order to investigate the effect of both inhibiting compounds hydroxymethyl furfural and furfural on growth, glucose consumption and ethanol production by Saccharomycescerevisiae yeast, four field experiments with different concentrations include 0orcontrol0.5, 1 and 2gl-1of each compound was prepared, and their inhibitory effects on yeast growth and ethanol production was studied in during 36 h. Results: The results showed that with increasing concentration hydroxymethyl furfural and furfural, both compounds have inhibitory effect on growth yeast, glucose consumption and ethanol production, so that the maximum efficiency of ethanol production for two compounds (hydroxymethylfural and furfural), were observed at concentrations of 0 or control and 0.5 gl-1.The results showed that the furfural compound in comparison to hydroxymethylfural have more inhibitory effect on Saccharomycescerevisiae growth and ethanol production by it. Discussion and conclusion: In general decrease in glucose consumption by increasing concentrations of these compounds showed the negative effects of these compounds on the growth and metabolism yeast, and therefore the ethanol production is reduced.