3. Results and discussion
3.1. FW hydrolysis
Mixed FW collected from a cafeteria at Nanyang Technological
University was hydrolyzed with fungal mash produced from waste
cakes. A glucose concentration of 119 g/L was achieved after 12 h
hydrolysis, and it further increased to 127 g/L after 24 h (Fig. 1).
In fact, the concentration of glucose derived from FW largely
depends on the hydrolysis efficiency and the carbohydrate content
of FW.
Although A. awamori has been known as an efficient producer of
glucoamylases, it indeed can also produce different kinds of
hydrolytic enzymes (e.g. amylases, proteases, cellulases and
xylanases) when growing on complex substrates like FW in SSF
[27]. It had been reported that the fermented solution obtained
from the SSF of babassu cake with A. awamori contained considerable
activities of proteases, xylanases, and cellulase other than
amylases [28]. Table 2 presents the activities of the hydrolytic
enzymes in the fungal mash produced in this study. Obviously,
the fungal mash produced was rich in carbohydrases with highly
active glucoamylase, xylanase, b-glucosidase, a-amylase and cellulase.
These in turn well explain high-concentration of glucose
obtained from the hydrolysis of mixed FW hydrolyzed with the
fungal mash. It should be realized that the fungal mash produced
was directly employed without additional enzyme separation
and purification, while keeping high combined enzymatic activity
towards FW hydrolysis.
The release of proteins during the hydrolysis of FW by the fungal
mash was also determined in terms of Free Amino Nitrogen
(FAN). Total FAN content in the hydrolyzates obtained from the
pretreatment of FW with the fungal mash was stabilized at
1.8 g/L after 24 h due to the presence of protease with the activity
of 13U/g dry fungal mash. On the other hand, proteases may favor
the release of carbohydrates by breaking down binding proteins
[29]. As a result, the release of readily soluble polysaccharides from
FW would be enhanced through the synergistic actions of the various
enzymes in the fungal mash. Moreover, it should be noted that
high FAN concentration is essential for subsequent fermentation of
sugars to ethanol as it provides a balanced nitrogen source for bacterial
growth metabolisms. In this study, the bio-available carbon
to nitrogen (C/N) ratio was found to be 28 in the hydrolyzate
obtained from the FW pretreated with the fungal mash. In general,
a feedstock with a C/N ratio greater than 30 is considered deficient
in nitrogen for a biological process [30]. This in turn suggests that
the hydrolyzate obtained from the enzymatic pretreatment of
mixed FW with the fungal mash would be a suitable biomedium
for subsequent ethanol fermentation.
3.2. Ethanol production from FW hydrolyzate
The glucose-rich hydrolyzate obtained from the pretreatment of
mixed FW by the fungal mash was used as a sole substrate for
ethanol production. A series of batch experiments in 250 mL flasks
with a working volume of 100 mL were first conducted to
investigate the effect of initial glucose concentrations in the range
of 40–116 g/L on the ethanol fermentation (Fig. 2). Prior to fermentation,
hydrolyzates were diluted by 1.1-fold with the addition of
3. ผลลัพธ์ และสนทนา3.1 ไฮโตรไลซ์ FWรวบรวมจากโรงอาหารที่ Nanyang เทคโนโลยี FW ผสมมหาวิทยาลัยถูก hydrolyzed ด้วยเชื้อราที่ผลิตจากขยะเค้ก ความเข้มข้นกลูโคสของ 119 บัญชีสำเร็จหลัง 12 hไฮโตรไลซ์ และต่อไปเพิ่มขึ้น 127 g/L หลังจาก 24 ชม (Fig. 1)ในความเป็นจริง ความเข้มข้นของกลูโคสได้มาจาก FW เป็นส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพไฮโตรไลซ์และเนื้อหาคาร์โบไฮเดรตของ FWแม้ว่ารู้จัก A. awamori เป็นผู้ผลิตที่มีประสิทธิภาพglucoamylases แน่นอนสามารถยังผลิตชนิดต่าง ๆ ของไฮโดรไลติกเอนไซม์ (เช่น amylases, proteases, cellulases และxylanases) เมื่อเจริญเติบโตบนพื้นผิวที่ซับซ้อนเช่น FW ใน SSF[27] ก็มีรายงานว่า โซลูชันร้ารับจาก SSF ของเค้ก babassu awamori อ.อยู่พอสมควรกิจกรรม proteases, xylanases และ cellulase จากamylases [28] ตารางที่ 2 แสดงกิจกรรมของการไฮโดรไลติกผลิตเอนไซม์ในคลุกเคล้าเชื้อราในการศึกษานี้ อย่างชัดเจนคลุกเคล้าเชื้อราผลิตอุดมไปด้วย carbohydrases มีสูงglucoamylase งาน ไซลาเนส บี-glucosidase, a-amylase และ cellulaseเหล่านี้อธิบายสูงความเข้มข้นของกลูโคสในทางกลับกันรับจากไฮโตรไลซ์ของ hydrolyzed กับ FW ผสมสายเชื้อรา ควรตระหนักว่า คลุกเคล้าเชื้อราผลิตถูกจ้างโดยตรง โดยไม่มีการแยกเอนไซม์เพิ่มเติมและทำให้บริสุทธิ์ ในขณะที่เก็บสูงรวมกิจกรรมเอนไซม์ในระบบtowards FW hydrolysis.The release of proteins during the hydrolysis of FW by the fungalmash was also determined in terms of Free Amino Nitrogen(FAN). Total FAN content in the hydrolyzates obtained from thepretreatment of FW with the fungal mash was stabilized at1.8 g/L after 24 h due to the presence of protease with the activityof 13U/g dry fungal mash. On the other hand, proteases may favorthe release of carbohydrates by breaking down binding proteins[29]. As a result, the release of readily soluble polysaccharides fromFW would be enhanced through the synergistic actions of the variousenzymes in the fungal mash. Moreover, it should be noted thathigh FAN concentration is essential for subsequent fermentation ofsugars to ethanol as it provides a balanced nitrogen source for bacterialgrowth metabolisms. In this study, the bio-available carbonto nitrogen (C/N) ratio was found to be 28 in the hydrolyzateobtained from the FW pretreated with the fungal mash. In general,a feedstock with a C/N ratio greater than 30 is considered deficientin nitrogen for a biological process [30]. This in turn suggests thatthe hydrolyzate obtained from the enzymatic pretreatment ofmixed FW with the fungal mash would be a suitable biomediumfor subsequent ethanol fermentation.3.2. Ethanol production from FW hydrolyzateThe glucose-rich hydrolyzate obtained from the pretreatment ofmixed FW by the fungal mash was used as a sole substrate forethanol production. A series of batch experiments in 250 mL flaskswith a working volume of 100 mL were first conducted toinvestigate the effect of initial glucose concentrations in the rangeof 40–116 g/L on the ethanol fermentation (Fig. 2). Prior to fermentation,hydrolyzates were diluted by 1.1-fold with the addition of
การแปล กรุณารอสักครู่..
3. ผลการอภิปรายและ
3.1 การย่อยสลาย FW
ผสม FW เก็บรวบรวมจากโรงอาหารที่ Nanyang Technological มหาวิทยาลัยไฮโดรไลซ์ที่มีส่วนผสมของเชื้อราที่ผลิตจากของเสียเค้ก ความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคส 119 กรัม / ลิตรก็ประสบความสำเร็จหลังจาก 12 ชั่วโมงการย่อยสลายและจะเพิ่มขึ้นอีกถึง127 กรัม / ลิตรหลังจาก 24 ชั่วโมง (รูปที่ 1).. ในความเป็นจริงความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคสที่ได้มาจาก FW ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการย่อยสลายและเนื้อหาคาร์โบไฮเดรตของ FW. แม้ว่า A. awamori ได้เป็นที่รู้จักในฐานะที่เป็นผู้ผลิตที่มีประสิทธิภาพของglucoamylases มันแน่นอนยังสามารถผลิตแตกต่างกันของเอนไซม์ย่อยสลาย(เช่น amylases, โปรตีเอส, เซลลูและไซแลนเนส) เมื่อเจริญเติบโตบนพื้นผิวที่มีความซับซ้อนเช่น FW ใน SSF [ 27] มันได้รับรายงานว่าการแก้ปัญหาหมักที่ได้รับจาก SSF ของเค้ก babassu กับ awamori เอที่มีอยู่เป็นจำนวนมากกิจกรรมของโปรตีเอส, ไซแลนเนสและเซลลูเลสอื่น ๆ นอกเหนือจากamylases [28] ตารางที่ 2 การจัดกิจกรรมของย่อยสลายเอนไซม์ในบดเชื้อราที่เกิดขึ้นในการศึกษาครั้งนี้ เห็นได้ชัดว่าคลุกเคล้าเชื้อราที่ผลิตเป็นที่อุดมไปด้วยกับ carbohydrases สูง glucoamylase ปราดเปรียว, ไซลาเนส, B-glucosidase เป็นอะไมเลสและเซลลูเลส. เหล่านี้ในทางกลับกันอธิบายความเข้มข้นสูงของน้ำตาลกลูโคสที่ได้จากการย่อยสลายของผสม FW ไฮโดรไลซ์ด้วยการคลุกเคล้าเชื้อรา มันควรจะตระหนักว่าคลุกเคล้าเชื้อราที่ผลิตเป็นลูกจ้างโดยตรงโดยไม่ต้องแยกเอนไซม์เพิ่มเติมและการทำให้บริสุทธิ์ขณะที่การรักษาเอนไซม์รวมสูงต่อการไฮโดรไลซิFW. ปล่อยของโปรตีนในระหว่างการย่อยสลายของ FW โดยเชื้อรายียังถูกกำหนดในแง่ของอะมิโนฟรีไนโตรเจน(FAN) เนื้อหา FAN รวมใน hydrolyzates ที่ได้จากการปรับสภาพของFW ที่มีส่วนผสมของเชื้อรามีเสถียรภาพที่1.8 กรัม / ลิตรหลังจาก 24 ชั่วโมงเพราะการปรากฏตัวของโปรติเอสกับกิจกรรมของ13U / g บดแห้งเชื้อรา บนมืออื่น ๆ , โปรตีเอสอาจจะสนับสนุนการเปิดตัวของคาร์โบไฮเดรตโดยทำลายลงโปรตีน[29] เป็นผลให้การเปิดตัวของ polysaccharides ที่ละลายน้ำได้อย่างง่ายดายจากFW จะได้รับการเพิ่มขึ้นผ่านการดำเนินการกันอย่างลงตัวของต่างๆเอนไซม์ในบดเชื้อรา นอกจากนี้ก็ควรจะตั้งข้อสังเกตว่ามีความเข้มข้นสูง FAN เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการหมักที่ตามมาของน้ำตาลเอทานอลเพื่อที่จะให้เป็นแหล่งไนโตรเจนสมดุลแบคทีเรียmetabolisms การเจริญเติบโต ในการศึกษานี้คาร์บอนชีวภาพใช้ได้ไนโตรเจน (C / N) อัตราพบว่า 28 ไฮโดรไลเสทที่ได้รับจากFW ปรับสภาพด้วยส่วนผสมของเชื้อรา โดยทั่วไปวัตถุดิบที่มี C / N ratio มีมากกว่า 30 ถือว่าเป็นขาดไนโตรเจนสำหรับกระบวนการทางชีวภาพ[30] นี้ในการเปิดแสดงให้เห็นว่าไฮโดรไลที่ได้จากการปรับสภาพของเอนไซม์ผสมFW ที่มีส่วนผสมของเชื้อราจะเป็น biomedium ที่เหมาะสมสำหรับการหมักเอทานอลที่ตามมา. 3.2 ผลิตเอทานอจาก FW ไฮโดรไลไฮโดรไลกลูโคสที่อุดมไปด้วยที่ได้รับจากการปรับสภาพของผสมFW โดยคลุกเคล้าเชื้อราที่ใช้เป็นสารตั้งต้น แต่เพียงผู้เดียวสำหรับการผลิตเอทานอล ชุดการทดลองชุดใน 250 มิลลิลิตรขวดมีปริมาณการทำงานของ100 มิลลิลิตรได้ดำเนินการครั้งแรกที่จะศึกษาผลของความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคสเริ่มต้นในช่วงของ40-116 กรัม / ลิตรในการหมักเอทานอล (รูปที่. 2) ก่อนที่จะมีการหมักhydrolyzates ถูกปรับลดจาก 1.1 เท่าด้วยนอกเหนือจาก
การแปล กรุณารอสักครู่..