2.4. Simultaneous saccharification

2.4. Simultaneous saccharification and fermentation
The cellulase used for these experiments was a commercially
available enzyme named Fibrilase (Iogen, Ottawa, Canada). The
activity of the cellulase was determined prior to use in SSF using
the standard filter paper assay and was found to be 65 FPU/mL
(Ghose, 1987). In order to evaluate the performance of all five
IMB strains and S. cerevisiae D5A, three identical SSFs were carried
out for each strain following NREL LAP 002 (Dowe and McMillan,
2001). SSFs were performed at 45 C for IMB strains and at 37 C
for S. cerevisiae. All SSFs were prepared by loading 250 mL baffled
flasks with pretreated switchgrass containing 4.2 g of glucan. The
flask and switchgrass were then autoclaved at 121 C for 20 min.
Following sterilization of the flask, 10 mL of filter sterilized nutrient
media containing 20 g/L KH2PO4, 20 g/L (NH4)2SO4, 10 g/L
MgSO47H2O, 5 g/L yeast extract, and 1 g/L MnSO4; 5 mL of 1 M sodium
citrate buffer with pH 5.5; 15 FPU/g glucan of cellulase; and
1 mL of concentrated yeast cells (OD = 50) in deionized water were
added (Banat et al., 1992; Dowe and McMillan, 2001). Sterile
deionized water was then added to make the total mass 100 g
and the initial OD 0.5, which is equivalent to 0.14 g dry cells/L of
K. marxianus cells and 0.20 g dry cells/L of S. cerevisiae D5A cells
(Suryawati et al., 2009). The flasks were capped with one way air
valves and stoppers to allow the flasks to vent without allowing
air in and incubated for 168 h while being rotated at 130 rpm.
Samples were taken at 0, 4, 24, 48, 72, 96, 120, 144, and 168 h
and were frozen for later analysis. After 168 h, the pH of each
SSF was measured and recorded (Dowe and McMillan, 2001). In order
to account for ethanol or other products resulting from fermentation
of the nutrient media or the enzyme mixture in each SSF,
one fermentation was performed with each yeast strain and identical components and conditions as the experimental SSFs except
that pretreated switchgrass was not present.
To explore the effects of decreased cellulase enzyme loading,
SSFs were carried out in triplicate as described above with K.
marxianus IMB 3 and S. cerevisiae D5A with 5, 10, and 15 FPU/g glucan
of Fibrilase enzyme. The effect of initial buffer pH was also explored
by performing SSFs with S. cerevisiae D5A and sodium citrate
buffer with pH 4.8 using 15 FPU/g glucan of cellulase.
One SSF performed with IMB 4 in the initial screening experiment
and one SSF with IMB 3 in the varied enzyme loading study
resulted in failed fermentations. In these failed fermentations, ethanol
production proceeded very slowly at the beginning of the
experiment and final ethanol yield was nearly 50% less than the
other SSFs with the same conditions. For these treatments, the results
of only two SSFs were averaged. The ethanol yield expressed
as the percentage of the maximum theoretical yield (% MTY) that
can be produced from glucan was calculated using the following
equation:

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

2.4 saccharification พร้อมกันและหมัก
cellulase ที่ใช้สำหรับการทดลองเหล่านี้ได้เป็นในเชิงพาณิชย์
มีเอนไซม์ที่ชื่อว่า Fibrilase (Iogen ออตตาวา แคนาดา) ใน
การ cellulase จะถูกกำหนดก่อนนำไปใช้ใน SSF ใช้
มาตรฐานกรองกระดาษทดสอบ และพบมี FPU 65 mL
(Ghose, 1987) เพื่อประเมินประสิทธิภาพของห้าทั้งหมด
IMB สายพันธุ์ และ s ได้ cerevisiae D5A, SSFs เหมือนสามได้ดำเนินการ
ออกต้องใช้แต่ละขั้น NREL ตัก 002 (Dowe และ McMillan,
2001) ดำเนิน SSFs C 45 สำหรับสายพันธุ์ IMB และ ที่ 37 C
สำหรับ S. cerevisiae SSFs ทั้งหมดถูกจัดทำ โดยโหลด 250 mL baffled
น้ำกับประกอบด้วย 4.2 g ของ glucan switchgrass pretreated ใน
switchgrass และหนาวได้แล้ว autoclaved ที่ 121 C สำหรับ 20 นาที
ต่อการฆ่าเชื้อโรคหนาว 10 mL ของสาร sterilized กรอง
สื่อประกอบด้วย KH2PO4 20 g/L, 20 g/L (NH4) 2SO4, 10 g/L
MgSO4 7H2O, 5 g/L ยีสต์สกัด และ 1 g/L MnSO4 5 mL ของโซเดียม 1 M
ซิเตรตบัฟเฟอร์ ด้วยค่า pH 5.5 Glucan FPU/g 15 ของ cellulase และ
1 mL ของเซลล์ยีสต์เข้มข้น (OD = 50) ในน้ำ deionized
เพิ่ม (Banat et al., 1992 Dowe ก McMillan, 2001) กอซ
น้ำ deionized ถูกเพิ่มเพื่อให้มวลรวม 100 g
และ OD เริ่มต้น 0.5 ซึ่งจะเท่ากับเซลล์แห้ง 0.14 g/L ของ
คุณ marxianus เซลล์และเซลล์แห้ง 0.20 g/L ของ S. cerevisiae D5A เซลล์
(Suryawati et al., 2009) น้ำได้ปรบมือ ด้วยอากาศเที่ยว
วาล์วและจุกให้น้ำการระบายโดยไม่อนุญาตให้
ใน และ incubated สำหรับ h 168 ขณะกำลังหมุนที่ 130 rpm.
ตัวอย่างที่ถ่ายที่ 0, 4, 24, 48, 72, 96, 120, 144 และ 168 h
และถูกแช่แข็งวิเคราะห์ภายหลัง หลังจาก h 168, pH แต่ละ
SSF ถูกวัด และบันทึก (Dowe และ McMillan, 2001) ใน
การเอทานอลหรือผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ที่เกิดจากการหมัก
สื่อธาตุอาหารหรือส่วนผสมของเอนไซม์ในแต่ละ SSF,
หมักหนึ่งทำแต่ละต้องใช้ยีสต์ และส่วนประกอบเหมือนกัน และเงื่อนไขเป็น SSFs ทดลองยกเว้น
switchgrass ที่ pretreated ไม่ใช่ปัจจุบัน
ได้รับการออกแบบมาโดยผลของเอนไซม์ cellulase ลดการโหลด,
SSFs ได้ดำเนินการ triplicate ตามที่อธิบายข้างต้นกับคุณ
marxianus IMB 3 และ S. cerevisiae D5A 5, 10 และ 15 glucan FPU/g
ของเอนไซม์ Fibrilase ผลของ pH เริ่มต้นบัฟเฟอร์ยังอุดม
โดยทำ SSFs S. cerevisiae D5A และโซเดียมซิเตรต
บัฟเฟอร์ที่ มี pH 4.8 ใช้ glucan FPU/g 15 ของ cellulase
SSF หนึ่งทำกับ IMB 4 ในการทดลองตรวจกรองเริ่มต้น
และ SSF หนึ่ง 3 IMB ในเอนไซม์หลายโหลดศึกษา
ให้หมักแหนมที่ล้มเหลว ในเหล่านี้ล้มเหลวหมักแหนม เอทานอล
ผลิตช้ามากครอบครัวต้น
ทดลองและสุดท้ายผลผลิตเอทานอลได้เกือบ 50% น้อยกว่า
SSFs อื่น ๆ ด้วยเงื่อนไขเดียวกัน สำหรับการรักษาเหล่านี้ ผล
ของสอง SSFs ถูก averaged ผลผลิตเอทานอลที่แสดง
เป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าสูงสุดที่ทฤษฎีผลผลิต (% MTY) ที่
สามารถผลิตได้จาก glucan ถูกคำนวณโดยใช้ต่อ
สมการ:

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

2.4 saccharification พร้อมกันและหมัก
เซลลูเลสที่ใช้ในการทดลองนี้คือในเชิงพาณิชย์
ที่มีเอนไซม์ชื่อ Fibrilase (Iogen ออตตาวา, แคนาดา)
กิจกรรมของเซลลูเลสได้รับการพิจารณาก่อนที่จะใช้ใน SSF ใช้
ทดสอบกระดาษกรองมาตรฐานและได้พบว่ามี 65 FPU / ml
(Ghose, 1987) เพื่อประเมินประสิทธิภาพการทำงานของทั้งห้า
สายพันธุ์ IMB และ S. cerevisiae D5A สาม Ssfs เหมือนถูกพา
ออกไปสำหรับแต่ละสายพันธุ์ต่อไปนี้ NREL LAP 002 (Dowe และ McMillan,
2001) Ssfs ได้ดำเนินการที่ 45 องศาเซลเซียสสำหรับสายพันธุ์ IMB และที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส
สำหรับ S. cerevisiae Ssfs ทั้งหมดถูกจัดทำขึ้นโดยการโหลด 250 มิลลิลิตรงงงัน
ขวดที่มีสวิตซ์ปรับสภาพที่มี 4.2 กรัมของกลูแคน
กระติกน้ำและสวิตซ์ถูกนึ่งฆ่าเชื้อแล้วที่อุณหภูมิ 121 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 20 นาที
หลังจากการฆ่าเชื้อของขวด, 10 มิลลิลิตรของตัวกรองฆ่าเชื้อสารอาหารที่
สื่อที่มี 20 กรัม / ลิตร KH2PO4, 20 กรัม / ลิตร (NH4) 2SO4, 10 กรัม / ลิตร
MgSO 4? 7H2O, 5 กรัม / ลิตรสารสกัดจากยีสต์และ 1 กรัม / ลิตร MnSO4; 5 มิลลิลิตร 1 M โซเดียม
ซิเตรตบัฟเฟอร์ที่มีค่าพีเอช 5.5; 15 FPU / กลูแคนของเซลลูเลส; และ
1 มิลลิลิตรของเซลล์ยีสต์เข้มข้น (OD = 50) ในน้ำปราศจากไอออนที่ถูก
เพิ่มเข้ามา (Banat et al, 1992. Dowe และ McMillan, 2001) ผ่านการฆ่าเชื้อ
น้ำปราศจากไอออนถูกเพิ่มเข้ามาแล้วจะทำให้มวล 100 กรัมรวม
และ OD เริ่มต้น 0.5 ซึ่งเทียบเท่ากับ 0.14 กรัมเซลล์แห้ง / ลิตร
K. marxianus เซลล์และ 0.20 กรัมแห้งเซลล์ / ลิตรของเซลล์ S. cerevisiae D5A
(Suryawati et al., 2009) ขวดถูกปกคลุมด้วยอากาศวิธีหนึ่งที่
วาล์วและ Stoppers เพื่อให้ขวดที่จะระบายโดยไม่อนุญาตให้
อากาศและบ่มเป็นเวลา 168 ชั่วโมงในขณะที่กำลังหมุนที่ 130 รอบต่อนาที
ตัวอย่างถูกนำที่ 0, 4, 24, 48, 72, 96, 120 , 144, และ 168 ชั่วโมง
และได้รับการแช่แข็งสำหรับการวิเคราะห์ในภายหลัง 168 ชั่วโมงหลังจากที่พีเอชของแต่ละ
SSF วัดและบันทึก (Dowe และ McMillan, 2001) เพื่อ
บัญชีสำหรับเอทานอลหรือผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ที่เกิดจากการหมัก
ของสื่อสารอาหารหรือสารผสมเอนไซม์ในแต่ละ SSF,
หนึ่งหมักได้ดำเนินการกับยีสต์แต่ละคนและส่วนประกอบที่เหมือนกันและเงื่อนไขที่ทดลอง Ssfs ยกเว้น
ที่สวิตซ์ปรับสภาพไม่ได้อยู่
ที่ สำรวจผลกระทบของการลดลงในการโหลดเอนไซม์เซลลูเลส,
Ssfs ได้ดำเนินการในเพิ่มขึ้นสามเท่าตามที่อธิบายไว้ข้างต้นด้วย K.
marxianus IMB 3 และ S. cerevisiae D5A กับ 5, 10, และ 15 FPU / กลูแคน
จาก Fibrilase เอนไซม์ ผลของพีเอชบัฟเฟอร์เริ่มต้นยังมีการสำรวจ
โดยการ Ssfs กับ S. cerevisiae D5A และโซเดียมซิเตรต
บัฟเฟอร์ที่มีค่า pH 4.8 โดยใช้ FPU 15 / กลูแคนของเซลลูเลส
หนึ่ง SSF ดำเนินการกับ IMB 4 ในการทดลองการคัดกรองเบื้องต้น
และเป็นหนึ่ง SSF กับ IMB 3 ในการทำงานของเอนไซม์ที่แตกต่างกันการศึกษาในการโหลด
ผลในการหมักล้มเหลว ในกระบวนการหมักล้มเหลวเหล่านี้เอทานอล
การผลิตดำเนินไปอย่างช้ามากที่จุดเริ่มต้นของ
การทดลองและเอทานอลสุดท้ายผลผลิตเกือบ 50% น้อยกว่า
Ssfs อื่น ๆ ที่มีเงื่อนไขเดียวกัน สำหรับการรักษาเหล่านี้ได้ผล
ในสอง Ssfs ได้เฉลี่ย ผลผลิตเอทานอลแสดง
เป็นร้อยละของผลผลิตสูงสุดตามทฤษฎี (% MTY) ที่
สามารถผลิตได้จากกลูแคนที่คำนวณได้ใช้ต่อไปนี้
สมการ:

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

2.4 . พร้อมกันที่ถูกหมักและเซลลูเลสที่ใช้สำหรับการทดลอง

ใช้ได้ในเชิงพาณิชย์เหล่านี้เป็นเอนไซม์ที่ชื่อ fibrilase ( ไอโอเจน ออตตาวา แคนาดา )
กิจกรรมของเอนไซม์ถูกกำหนด ก่อนที่จะใช้ใน SSF ใช้
มาตรฐานกรองกระดาษ ) และพบว่า 65 FPU / ml
( ghose , 1987 ) เพื่อประเมินประสิทธิภาพของทั้งห้า
IMB สายพันธุ์และโดย d5a สาม ssfs เหมือนกันศึกษา
ออกสำหรับแต่ละสายพันธุ์ต่อไปนี้ nrel ตัก 002 ( และ dowe McMillan
2001 ) ssfs จำนวน 45  C IMB สายพันธุ์ และ ที่ 37  C
สำหรับ S . cerevisiae . ทั้งหมด ssfs เตรียมโหลด 250 ml งงงัน
ขวดที่มีผ่านสวิตซ์ที่มี 4.2 กรัมกลูแคน .
ขวด แล้วจะมีสวิตซ์แล้วสังเคราะห์ที่ 121  C เป็นเวลา 20 นาที
ต่อไปนี้การฆ่าเชื้อในขวด 10 ml ของสื่อกรองฆ่าเชื้อสารอาหาร
ที่ 20 กรัมต่อลิตร kh2po4 20 กรัม / ลิตร ( NH4 ) 2so4 10 g / l
MgSO4 ใ  7h2o 5 กรัมต่อลิตรและสารสกัดจากยีสต์ 1 กรัมต่อลิตร , mnso4 ; 5 ml 1 M โซเดียมซิเตรตบัฟเฟอร์ pH
5.5 ; 15 FPU / กรัมของเซลลูเลสและกลูแคน ;
1 มล. ความเข้มข้นยีสต์เซลล์ ( OD = 50 ) คล้ายเนื้อเยื่อประสานน้ำ
เพิ่ม ( Banat et al . , 1992 ; และ dowe McMillan , 2001 ) เป็นหมัน
คล้ายเนื้อเยื่อประสานน้ำเพิ่มแล้ว เพื่อให้มวลรวม 100 g
และเริ่มต้นจาก 0 ซึ่งเท่ากับ 0.14 กรัมแห้งเซลล์ / ลิตร
K . marxianus เซลล์และ 0.20 กรัมแห้งเซลล์ / ลิตร S . cerevisiae d5a เซลล์
( suryawati et al . , 2009 ) ขวดถูกปกคลุมด้วยวิธีอากาศ
วาล์วและ stoppers เพื่อให้ขวดระบายโดยไม่อนุญาต
อากาศในบ่มนาน 168 ชั่วโมงขณะถูกหมุนที่ 130
รอบต่อนาทีตัวอย่างถ่ายที่ 0 , 4 , 24 , 48 , 72 , 83 , 120 , 144 , 168 H
และแช่แข็งสำหรับการวิเคราะห์ในภายหลัง หลังจากที่ 168 H , pH ของแต่ละ
SSF วัดและบันทึก ( และ dowe McMillan , 2001 ) เพื่อ
บัญชี เอทานอล หรือผลิตภัณฑ์อื่น ๆที่เกิดจากการหมัก
ของสารอาหารเอนไซม์ผสมในแต่ละสื่อหรือ SSF
การหมักด้วยยีสต์หนึ่งทำการแต่ละสายพันธุ์และส่วนประกอบที่เหมือนกันและเงื่อนไขเช่นเดียวกับการทดลอง ssfs ยกเว้น
ที่ผ่านสวิตซ์ไม่ได้ในปัจจุบัน เพื่อศึกษาผลของการลดลง

ssfs เอนไซม์เซลลูเลสโหลดทดลองทั้งสามใบตามที่อธิบายไว้ข้างต้นกับ K .
marxianus IMB 3 และ S . cerevisiae d5a 5 , 10 , และ 15 FPU / กรัมของเอนไซม์กลูแคน
fibrilase .ผลของพีเอชบัฟเฟอร์เริ่มต้นศึกษา
โดยการ ssfs กับ S . cerevisiae d5a และโซเดียมซิเตรตบัฟเฟอร์ pH 4.8
/ g ใช้ 15 FPU กลูแคนของเซลลูเลส .
1 SSF ดำเนินการกับ IMB 4 ครั้งแรกในการตรวจทดลอง
และ SSF กับ IMB 3 ในหลากหลายของเอนไซม์การศึกษา
( fermentations โหลดล้มเหลว . ในเหล่านี้ล้มเหลว
fermentations เอทานอลการผลิตเริ่มช้ามากที่จุดเริ่มต้นของการทดลองและผลผลิตเอทานอล
สุดท้ายคือเกือบ 50% น้อยกว่า
ssfs อื่น ๆด้วยเงื่อนไขเดียวกัน สำหรับการรักษาเหล่านี้ได้ผล
เพียงสอง ssfs กำลังเฉลี่ย เอทานอลให้ผลแสดงออก
เป็นเปอร์เซ็นต์ของผลผลิตสูงสุดตามทฤษฎี ( % mty )
สามารถผลิตได้จาก กลูแคนถูกคำนวณโดยใช้สมการต่อไปนี้
: