glucose, however, its progress was quite slow. The maximum
amount of lactic acid was 22.8 g/l at 102 h, and small amount of
ethanol was detected temporarily during course of fermentation.
The yields of lactic acid from glucose, xylose, and both of glucose
and xylose were 0.66 g/g, 0.56 g/g, and 0.46 g/g, respectively. The
yield in the case of glucose improved in comparison with a flask
experiment, and it was considered due to the effects of pH
adjustment. From the observation of mixture of glucose and xylose,
it was suggested that fermentation under the condition of coexistence
of glucose and xylose by R. oryzae was regulated by the
carbon catabolite repression and that glucose was utilized in preference
to xylose.
Fermentation of wheat straw by both SHF and SSF was
attempted. Wheat straw was obtained from wheat cultivated in the
experimental field of Memuro Research Station, National Agricultural
Research Center for Hokkaido Region. The water content and
chemical composition of cellulose, hemicellulose, and lignin in the
wheat straw used in the present study were 11.6%, 40.7%, 22.4%, and
9%, respectively, by the method of Van Soest and McQueen (19).
Wheat straw was milled using an ultra centrifugal mill (ZM-1;
Retsch GmbH, Haan, Germany) with a 0.12-mm mesh screen after
appropriate cutting, and the resulting powder was used for
subsequent experiments. Thirty grams of wheat straw powder
were autoclaved at 121C for 15 min with 600 ml of water in a 1-L
fermentor vessel after adjusting the pH to 4.5 with 6 N HCl. In SHF,
3 ml each of the enzyme cocktails Cellic Ctec2 and Cellic HTec2
(Novozymes, Bagsvaerd, Denmark) were added to the fermentor
vessel and incubated for 65 h at 50C with stirring at 300 rpm. The
conditions of the enzymatic reaction were determined in accordance
with the application manual provided with the enzyme.
Then, the spore suspension of R. oryzae NBRC 5378 was inoculated
into the vessel at a final concentration of 106 spores/ml of the
medium, and the vessel was further incubated at 30C with stirring
at 300 rpm and aeration at 1 vvm of air 12 h after inoculation. In
SSF, enzyme cocktails and spore suspension were added simultaneously
to autoclaved wheat straw powder, and the vessel was
incubated under the same fermentation conditions as for SHF. The
pH was not adjusted in both SHF and SSF because pH did not
become less than 3.5 during course of fermentation.
Fig. 2 shows the changes in the concentrations of glucose,
xylose, lactic acid, and ethanol formed from wheat straw by both
SHF and SSF by R. oryzae NBRC 5378. Initial concentrations of
glucose and xylose in SHF were 13.8 g/l and 5.1 g/l, respectively, and
thus the saccharification yield of glucose and xylose from wheat
straw was 0.38 g/g in total as a result of the enzymatic hydrolysis of
wheat straw. Sugars other than glucose, xylose, and trace amount of
disaccharide, which was corresponding to cellobiose, were not
detected in the supernatant of the hydrolysate as the results of
HPLC and TLC analyses (data not shown). In the case of SSF, liberation
of glucose and xylose was observed during the course of
fermentation. In addition to the initial amount of glucose, the
consumption rate of glucose was also higher in SHF than in SSF.
With the consumption of glucose, ethanol production was observed
at an early stage of fermentation in both the processes. The
maximum amount of ethanol was 2.4 g/l at 30 h in SHF and 1.1 g/l at
24 h in SSF, and ethanol concentrations decreased thereafter in
both processes. The amount of lactic acid increased gradually along
with a decrease in the amount of ethanol in both the fermentation
systems, while approximately 2 g/l of lactic acid was the maximum
concentration obtained in SHF, the amount of lactic acid in SSF
reached approximately 6 g/l after 96 h of fermentation and the
yield of lactic acid based on cellulose and hemicellulose contents in
the wheat straw was 0.23 g/g. Maas et al. (8) showed that a mixture
of 6.8 g/l of lactic acid and 5.7 g/l of ethanol was obtained from the
supernatant of alkali-treated wheat straw hydrolysate using
R. oryzae CBS112.07, and that the yield of lactic acid was 0.23 g/g of
t
กลูโคส แต่ความคืบหน้าค่อนข้างช้า สูงสุด
ปริมาณของกรดแลคติกเป็น 22.8 g / l ที่ 102 ชั่วโมงและจำนวนเงินที่เล็ก ๆ ของ
เอทานอลได้รับการตรวจพบชั่วคราวในระหว่างการหมัก.
อัตราผลตอบแทนของกรดแลคติกจากน้ำตาลกลูโคสไซโลสและทั้งสองของน้ำตาลกลูโคส
และไซโลสเป็น 0.66 g / g, 0.56 g / g และ 0.46 กรัม / กรัมตามลำดับ
ผลผลิตในกรณีของน้ำตาลกลูโคสที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับขวด
ทดลองและจะได้รับการพิจารณาเนื่องจากผลกระทบของค่า pH
ปรับ จากการสังเกตส่วนผสมของน้ำตาลกลูโคสและไซโลส,
มันก็ชี้ให้เห็นว่าการหมักภายใต้เงื่อนไขของการอยู่ร่วมกัน
ของน้ำตาลกลูโคสและไซโลสโดยอาร์ oryzae ถูกควบคุมโดย
การปราบปรามคาร์บอนแคและกลูโคสที่ถูกนำมาใช้ในการตั้งค่า
ไปยังไซโลส.
หมักจากฟางข้าวสาลีโดย ทั้ง SHF และ SSF ได้รับการ
พยายาม ฟางข้าวสาลีที่ได้รับจากข้าวสาลีที่ปลูกใน
แปลงทดลองของ Memuro สถานีวิจัยการเกษตรแห่งชาติ
ศูนย์วิจัยภาคฮอกไกโด ปริมาณน้ำและ
องค์ประกอบทางเคมีของเซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสและลิกนินใน
ฟางข้าวสาลีที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้เป็น 11.6%, 40.7%, 22.4% และ
9% ตามลำดับโดยวิธีการของ Van Soest และเอสเคป (19)
ฟางข้าวสาลีได้รับการขัดสีโดยใช้โรงสีแรงเหวี่ยงพิเศษ (ZM-1;
Retsch GmbH, Haan, เยอรมนี) พร้อมกับหน้าจอตาข่าย 0.12 มมหลังจาก
ตัดที่เหมาะสมและผงผลที่ใช้สำหรับ
การทดลองในภายหลัง สามสิบกรัมของผงฟางข้าวสาลี
ได้รับการนึ่งฆ่าเชื้อที่ 121C เป็นเวลา 15 นาทีกับ 600 มลของน้ำใน 1-L
เรือถังหมักหลังจากที่ปรับค่า pH 4.5 ที่มี 6 N HCl ใน SHF,
3 มลแต่ละค็อกเทลเอนไซม์ Cellic Ctec2 และ Cellic HTec2
(Novozymes, Bagsvaerd, เดนมาร์ก) ถูกเพิ่มเข้าไปในถังหมัก
เรือและบ่ม 65 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 50C กับกวนที่ 300 รอบต่อนาที
เงื่อนไขของการเกิดปฏิกิริยาได้รับการพิจารณาให้เป็นไปตาม
ที่มีการประยุกต์ใช้คู่มือให้กับเอนไซม์.
จากนั้นสปอร์แขวนลอยของอาร์ oryzae NBRC 5378 ได้รับเชื้อ
เข้าไปในเรือที่มีความเข้มข้นสุดท้ายของ 106 สปอร์ / ml
ขนาดกลางและ เรือถูกบ่มเพิ่มเติมได้ที่ 30C กับกวน
ที่ 300 รอบต่อนาทีและให้อากาศวันที่ 1 Vvm ของอากาศ 12 ชั่วโมงหลังจากการฉีดวัคซีน ใน
SSF ค็อกเทลเอนไซม์และสปอร์แขวนลอยถูกเพิ่มพร้อมกัน
เป็นผงฟางข้าวสาลีอบไอน้ำและเรือก็
บ่มภายใต้เงื่อนไขการหมักเช่นเดียวกับ SHF
พีเอชไม่ได้ปรับทั้ง SHF และ SSF เพราะค่า pH ไม่ได้
กลายเป็นน้อยกว่า 3.5 ในระหว่างการหมัก.
รูป 2 แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในระดับความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคส,
ไซโลส, กรดแลคติกและเอทานอลที่เกิดขึ้นจากฟางข้าวสาลีทั้ง
SHF และ SSF โดยอาร์ oryzae NBRC 5378. ความเข้มข้นเริ่มต้นของ
กลูโคสและไซโลสใน SHF มี 13.8 กรัม / ลิตรและ 5.1 กรัม / ลิตรตามลำดับและ
ทำให้ผลผลิต saccharification ของน้ำตาลกลูโคสและไซโลสจากข้าวสาลี
ฟางเป็น 0.38 g / g ทั้งหมดเป็นผลมาจากการย่อยของเอนไซม์ของ
ฟางข้าวสาลี น้ำตาลอื่น ๆ กว่ากลูโคสไซโลและปริมาณร่องรอยของ
ไดแซ็กคาไรด์ซึ่งได้สอดคล้องกับ cellobiose ยังไม่ได้รับ
การตรวจพบในสารละลายไฮโดรไลเซเป็นผลของการ
HPLC และ TLC วิเคราะห์ (ไม่ได้แสดงข้อมูล) ในกรณีที่ SSF ปลดปล่อย
ของน้ำตาลกลูโคสและไซโลสเป็นข้อสังเกตในระหว่างการ
หมัก นอกเหนือจากจำนวนเงินเริ่มต้นของน้ำตาลกลูโคส,
อัตราการบริโภคน้ำตาลกลูโคสก็ยังสูงขึ้นใน SHF กว่าใน SSF.
กับการบริโภคน้ำตาลในการผลิตเอทานอลเป็นที่สังเกต
ในช่วงเริ่มต้นของการหมักทั้งในกระบวนการ
จำนวนเงินสูงสุดของเอทานอล 2.4 g / l ที่ 30 ชั่วโมงใน SHF และ 1.1 g / l ที่
24 ชั่วโมงใน SSF, และความเข้มข้นของเอทานอลลดลงหลังจากนั้นใน
กระบวนการทั้งสอง ปริมาณของกรดแลคติกเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ พร้อม
กับการลดลงของปริมาณของเอทานอลทั้งในการหมัก
ระบบในขณะที่ประมาณ 2 กรัม / ลิตรของกรดแลคติกเป็นสูงสุดที่
ความเข้มข้นที่ได้รับใน SHF ปริมาณของกรดแลคติกใน SSF
ถึงประมาณ 6 กรัม / ลิตรหลังจาก 96 ชั่วโมงของการหมักและ
ผลผลิตของกรดแลคติกขึ้นอยู่กับเนื้อหาเซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสและใน
ฟางข้าวสาลีเป็น 0.23 g / g Maas และคณะ (8) พบว่ามีส่วนผสม
ของ 6.8 g / l กรดแลคติคและ 5.7 g / l เอทานอลที่ได้รับจาก
สารละลายไฮโดรไลเซฟางข้าวสาลีด่างได้รับการรักษาโดยใช้
อาร์ oryzae CBS112.07 และผลผลิตของกรดแลคติกเป็น 0.23 g / g ของ
เสื้อ
การแปล กรุณารอสักครู่..
