RESULTS AND DISCUSSION
Suspended cell cultures SEMs of S. cerevisiae M30 and
K.marxianusDMKU3-1042monocultures and the coculture after 24 h
of cultivation in blackstrapmolasses are shown in Fig.1. K. marxianus
DMKU 3-1042 has an oval shape with a diameter of 1e3 mm(Fig.1A),
whereas S. cerevisiae M30 is bigger with a diameter approximately
3e6 mm (Fig. 1B). Cell agglomeration in the coculture of
K. marxianus DMKU 3-1042 and S. cerevisiae M30 was observed
(Fig. 1C). Ethanol and cell concentrations from batch fermentations
of the coculture of S. cerevisiae and K. marxianus in a volume ratio of
1:1 were compared with those from the monocultures (Fig. 2). The
average initial cell concentrations were 0.4 g/L. After 72 h of
fermentation, at temperatures ranging from 33C to 45C, the final
ethanol concentration using the coculture was either higher or
equivalent to that of S. cerevisiae or K. marxianus monocultures. At
increasing operating temperatures from 33C to 45C, the average
final ethanol concentration of the coculture system was reduced
from 103.9 to 62.3 g/L, respectively, when using the sugarcane juice
medium and 87.9 to 40.0 g/L, respectively, when using the
blackstrap molasses medium. The cell concentration in both coculture andmonoculture of K.marxianus increasedwith anincrease
in temperature from 33C to 40C and subsequently decreased at
45C. In the monoculture system of S. cerevisiae, a considerable
decrease in cell concentration was observed with increasing
temperature from 37C to 45C.
At the operating temperature range from 33C to 37C, the
coculture and themonoculture of S. cerevisiaeweremore effective in
producing ethanol than themonoculture of K. marxianus. S. cerevisiae
M30 was more effective in ethanolic fermentation of blackstrap
molasseswhen the fermentation temperature did not exceed 37C.At
high temperatures (range of 40e45C), the coculture and the monoculture
of K. marxianus were more effective in producing ethanol
compared to the monoculture of S. cerevisiae. K. marxianus DMKU 3-
1042 was able to produce ethanol at a high temperature of 40e45C,
particularly in sugarcane medium. It has been previously reported
that K.marxianusDMKU 3-1042was effective in producing ethanol at
elevated temperature up to 45C when sugarcane juice was used as
a raw material (2). Therefore, the coculture of the thermotolerant
yeast K. marxianus DMKU 3-1042 and the mesophilic yeast
S. cerevisiae M30 could increase ethanol production under fermentation over a wide temperature range (33e45C) in both
sugarcane juice and blackstrap molasses medium.
In tropical countries, industrial fuel ethanol fermentation is
typically performed using mesophilic yeast under controlled
condition of temperature varying between 30C and 35C. The
fermentation cooling cost has an important impact on fuel ethanol
production costs. It was demonstrated that if the fermentation
temperature could be raised by 5C, it would greatly reduce the fuel
ethanol production costs (24). As shown in this study, the coculture
of K. marxianus DMKU 3-1042 and S. cerevisiae M30 resulted in
enhancement of thermal stability and extended operating temperature
range, which would help reduce heating and cooling
requirements during the fermentation to delivering cost-effective
fuel ethanol production. It was previously reported that the coculture
system of S. cerevisiae and K. marxianus produced more ethanol
from cheese whey powder solution compared to the monoculture
system (25). Another study also reported that the coculture system
of S. cerevisiae and K. marxianus was more effective than the
monoculture system of K. marxianus for ethanol production from
henequen juice and molasses (26).
Immobilized cell cultures Due to high year-round temperatures
in tropical countries, ethanol and temperature tolerances are
important characteristics of yeast cultures for commercial ethanol
production in these areas. Our previous works demonstrated the
improved ethanol tolerance in ALM-immobilized cell culture (10,11)
and TSC-immobilized cell culture (12). In this study, the use of ALM
and TSC-immobilized coculture of K. marxianus DMKU 3-1042 and
S. cerevisiae M30 was investigated for their abilities to improve
temperature tolerance. Without cooling system, the expected
maximum temperature in ethanol fermentation is 37e40C;
therefore, the fermentation performances of suspended and
immobilized cell cultures of K. marxianus DMKU 3-1042 grown at
37C (Table 1) and 40C (Table 2) were determined.
The results showed that both TSC and ALM had the potential to
be used as cell carriers for monoculture of K. marxianus and
coculture of K. marxianus and S. cerevisiae. At the operating
temperatures of 37 and 40C, the final ethanol concentrations in
the immobilized cell cultures using either TSC or ALM were either
equivalent to or higher than those of the suspended cell cultures.
In blackstrap molass
ผลลัพธ์และการอภิปราย
ที่ถูกระงับเซลล์เพาะเลี้ยง SEMs ของ S. cerevisiae M30 และ
K.marxianusDMKU3-1042monocultures และ coculture หลังจาก 24 ชั่วโมง
ของการเพาะปลูกใน blackstrapmolasses จะแสดงในรูปที่ 1 K. marxianus
DMKU 3-1042 มีรูปร่างรูปไข่ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1e3 มิลลิเมตร (Fig.1A) ที่
ขณะ S. cerevisiae M30 มีขนาดใหญ่ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ
3e6 มิลลิเมตร (รูปที่ 1B.) การรวมตัวกันของเซลล์ใน coculture ของ
เค marxianus DMKU 3-1042 และ S. cerevisiae M30 ก็สังเกตเห็น
(รูป. 1C) เอทานอลและเซลล์ความเข้มข้นจากการหมักแหนมชุด
ของ coculture ของ S. cerevisiae และเค marxianus ในอัตราส่วนของ
1: 1 ถูกเมื่อเทียบกับผู้ที่มาจากเชิงเดี่ยว (รูปที่ 2).
ความเข้มข้นของเซลล์เริ่มต้นเฉลี่ย 0.4 กรัม / ลิตร หลังจาก 72 ชั่วโมงของ
การหมักที่อุณหภูมิตั้งแต่ 33? C ถึง 45? C, สุดท้าย
ความเข้มข้นของเอทานอลโดยใช้ coculture เป็นอย่างใดอย่างหนึ่งที่สูงกว่าหรือ
เท่ากับว่า S. cerevisiae หรือ K. marxianus เชิงเดี่ยว ใน
การเพิ่มอุณหภูมิการดำเนินงานจาก 33? C ถึง 45? C, ค่าเฉลี่ย
ความเข้มข้นของเอทานอลสุดท้ายของระบบ coculture ลดลง
103.9-62.3 กรัม / ลิตรตามลำดับเมื่อใช้น้ำผลไม้อ้อย
ขนาดกลางและ 87.9-40.0 กรัม / ลิตรตามลำดับ เมื่อใช้
สื่อ blackstrap กากน้ำตาล ความเข้มข้นของเซลล์ในทั้ง andmonoculture coculture ของ K.marxianus increasedwith anincrease
ในอุณหภูมิ 33? C ถึง 40? C และต่อมาลดลงที่
45 องศาเซลเซียส ในระบบการเลี้ยงแบบเชิงเดี่ยวของ S. cerevisiae เป็นจำนวนมาก
การลดลงของความเข้มข้นของเซลล์พบว่ามีการเพิ่ม
อุณหภูมิ 37? C ถึง 45? C.
ในช่วงที่อุณหภูมิในการทำงานจาก 33? C ถึง 37? C ที่
coculture และ themonoculture เอส cerevisiaeweremore มีประสิทธิภาพในการ
ผลิตเอทานอลกว่า themonoculture ของเค marxianus S. cerevisiae
M30 มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการหมักเอทานอลของ blackstrap
molasseswhen หมักอุณหภูมิไม่เกิน 37? C.At
อุณหภูมิสูง (ช่วงของ 40e45? C) ที่ coculture และเชิงเดี่ยว
ของ marxianus เคได้มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการผลิตเอทานอล
เมื่อเทียบ เพื่อเชิงเดี่ยวของ S. cerevisiae K. marxianus DMKU 3-
1042 ก็สามารถที่จะผลิตเอทานอลที่อุณหภูมิสูงของ 40e45? C,
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับปานกลางอ้อย จะได้รับการรายงานก่อนหน้านี้
ว่า K.marxianusDMKU 3-1042was ที่มีประสิทธิภาพในการผลิตเอทานอลที่
อุณหภูมิสูงถึง 45 องศาเซลเซียสเมื่อน้ำอ้อยถูกใช้เป็น
วัตถุดิบในการผลิต (2) ดังนั้น coculture ของทนร้อน
ยีสต์ K. marxianus DMKU 3-1042 และยีสต์ mesophilic
เอส cerevisiae M30 สามารถเพิ่มการผลิตเอทานอลภายใต้การหมักในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (33e45? C) ทั้งใน
น้ำผลไม้อ้อยและกากน้ำตาลปานกลาง.
ในประเทศเขตร้อนหมักน้ำมันเชื้อเพลิงเอทานอลอุตสาหกรรม
ดำเนินการโดยปกติจะใช้ยีสต์ mesophilic ภายใต้การควบคุม
สภาพของอุณหภูมิที่แตกต่างกันระหว่างวันที่ 30? C และ 35 องศาเซลเซียส
ค่าใช้จ่ายในการหมักระบายความร้อนที่มีผลกระทบที่สำคัญเกี่ยวกับน้ำมันเชื้อเพลิงเอทานอล
ต้นทุนการผลิต มันก็แสดงให้เห็นว่าถ้าหมัก
อุณหภูมิอาจจะเพิ่มขึ้น 5 องศาเซลเซียสก็มากจะลดน้ำมันเชื้อเพลิง
ค่าใช้จ่ายในการผลิตเอทานอล (24) ดังแสดงในการศึกษาครั้งนี้ coculture
ของเค marxianus DMKU 3-1042 และ S. cerevisiae M30 มีผลใน
การเพิ่มประสิทธิภาพของเสถียรภาพทางความร้อนและอุณหภูมิในการทำงานขยาย
ช่วงซึ่งจะช่วยลดความร้อนและความเย็น
ความต้องการระหว่างการหมักเพื่อการส่งมอบที่มีประสิทธิภาพ
น้ำมันเชื้อเพลิง ผลิตเอทานอ มีรายงานก่อนหน้านี้ว่า coculture
ระบบการทำงานของเอส cerevisiae และเค marxianus ผลิตเอทานอลมากขึ้น
จากสารละลายผงชีสเวย์เมื่อเทียบกับเชิงเดี่ยว
ระบบ (25) การศึกษาอื่นยังมีรายงานว่าระบบ coculture
ของ S. cerevisiae และเค marxianus มีประสิทธิภาพมากขึ้นกว่า
ระบบเชิงเดี่ยวของเค marxianus สำหรับการผลิตเอทานอลจาก
น้ำผลไม้ henequen และกากน้ำตาล (26).
เซลล์เพาะเลี้ยงตรึงเนื่องจากอุณหภูมิตลอดทั้งปีสูง
ใน ประเทศในเขตร้อน, เอทานอลและอุณหภูมิความคลาดเคลื่อนมี
ลักษณะที่สำคัญของวัฒนธรรมยีสต์เอทานอลในเชิงพาณิชย์
การผลิตในพื้นที่เหล่านี้ ผลงานก่อนหน้านี้ของเราแสดงให้เห็นถึง
ความอดทนเอทานอลที่ดีขึ้นในวัฒนธรรม ALM-ตรึงเซลล์ (10,11)
และการเพาะเลี้ยงเซลล์ TSC-ตรึง (12) ในการศึกษานี้การใช้ ALM
และ coculture ของเค marxianus DMKU 3-1042 และ TSC-ตรึง
เอส cerevisiae M30 ได้รับการตรวจสอบความสามารถของพวกเขาในการปรับปรุง
ความทนทานต่ออุณหภูมิ ไม่มีระบบระบายความร้อนที่คาดว่า
อุณหภูมิสูงสุดในการหมักเอทานอลเป็น 37e40 C?
ดังนั้นการแสดงการหมักระงับและ
ตรึงเซลล์วัฒนธรรมของเค marxianus DMKU 3-1042 เติบโตที่
? 37 C (ตารางที่ 1) และ 40 C (ตารางที่ 2) ได้รับการพิจารณา.
ผลการศึกษาพบว่าทั้งสองทีเอสซีและ ALM มีศักยภาพที่จะ
นำมาใช้เป็นผู้ให้บริการมือถือสำหรับเชิงเดี่ยวของเค marxianus และ
coculture ของเค marxianus และ S. cerevisiae ในการดำเนินงาน
ที่มีอุณหภูมิ 37 และ 40 องศาเซลเซียส, ความเข้มข้นของเอทานอลสุดท้ายใน
วัฒนธรรมเซลล์ตรึงใช้อย่างใดอย่างหนึ่งหรือ TSC ALM ทั้ง
เทียบเท่าหรือสูงกว่าของเซลล์เพาะเลี้ยงระงับ.
ใน blackstrap กากน้ำตาล
การแปล กรุณารอสักครู่..
