FARKLI HİDROLİK ALIKONMA SÜRELERİNDE KEÇİBOYNUZU EKSTRAKTI BESİYERİNDE SÜREKLİ ETANOL FERMANTASYONU

Enerji endüstrisinin tüm dünyada ucuz yenilenebilir kaynaklar sağlaması için önemli biyoproseslerden birisi biyoetanol üretimidir. Bu çalışmada serbest veya immobilize edilmiş S. cerevisiae hücreleri ile ucuz bir karbon kaynağı olan keçiboynuzu ekstraktından sürekli etanol fermantasyonları amaçlanmıştır. Sürekli etanol fermantasyonları farklı hidrolik alıkonma sürelerinde (4-20 saat) gerçekleştirilmiştir. Optimum hidrolik alıkonma süreleri, serbest haldeki hücreler için 8 sa ve immobilize edilmiş hücreler için 6.67 sa olarak belirlenmiştir. Serbest ve immobilize hücre fermantasyonları için en yüksek etanol üretim oranları sırasıyla 3.12 g/L/sa ve 3.37 g/L/sa olarak hidrolik alıkonma süresi 5.71 saatte elde edilmiştir. Tüm kinetik parametreler, her iki hücre tipinin etanol fermantasyonu için kullanılabileceğini ve immobilize edilmiş S. cerevisiae hücreleri ile gerçekleştirilen etanol fermantasyonunun, süspansiyon haldeki hücrelere kıyasla biyokütleden bağımsız olarak daha yüksek seyreltme oranlarında gerçekleştirilebileceğini açıkça göstermiştir.

CONTINUOUS ETHANOL FERMENTATION FROM CAROB POD EXTRACT MEDIUM AT DIFFERENT HYDRAULIC RESIDENCE TIME (HRT)

Production of bioethanol is one of the important bioprocesses for the energy industry to provide inexpensive renewable resources all over the world. In this context, this research was organized for continuous ethanol fermentation from carob pod extract which is an inexpensive carbon source by free or immobilized S. cerevisiae cells. Continuous ethanol fermentations were performed with different HRT (from 4 to 20 h) and optimal HRT were 8 h for the free cell, and 6.67 h for immobilized cell, respectively. The highest volumetric ethanol productivities for free cell and immobilized cell fermentations were 3.12 g/L/h and 3.37 g/L/h at HRT of 5.71 h, respectively. All kinetic parameters clearly showed that both cell types can be used for ethanol fermentation, and immobilized S. cerevisiae ethanol fermentation can be operated at higher dilution rates independent of biomass than a free cell.

___

  • AFDC (2017). Alternative Fuels Data Center, U.S. Department of Energy. http://www.afdc.energy.gov (Accessed: 20 October 2017)
  • Alani, F., Moo-Young, M., Anderson, W., Bataine, Z. (2007). Optimization of citric acid production from a new strain and mutant of Aspergillus niger using solid state fermentation. Food Biotechnol 21(1-2): 169-180, doi: 10.1080/08905430701410597
  • Ayaz, F.A., Torun, H., Ayaz, S., Correia, P.J., Alaiz, M., Sanz, C., Grúz, J., Strnad, M. (2007). Determination of chemical composition of anatolian carob pod (Ceratonia siliqua L.): Sugars, amino and organic acids, minerals and phenolic compounds. J Food Quality 30(6): 1040-1055, doi: 10.1111/j.1745-4557.2007.00176.x
  • Bahry, H., Pons, A., Abdallah, R., Pierre, G., Delattre, C., Fayad, N., Taha, S., Vial, C. (2017). Valorization of carob waste: Definition of a second-generation bioethanol production process. Bioresource Technol 235: 25-34, doi: 10.1016/j.biortech.2017.03.056
  • Brethauer, S., Wyman, C.E. (2010). Review: Continuous hydrolysis and fermentation for cellulosic ethanol production. Bioresource Technol 101(13): 4862-4874, doi: 10.1016/j.biortech.2009.11.009
  • Cardona, C.A., Sánchez, Ó.J. (2007). Fuel ethanol production: Process design trends and integration opportunities. Bioresource Technol 98(12): 2415-2457, doi: 10.1016/j.biortech.2007.01.002
  • Carvalho, M., Roca, C., Reis M.A.M. (2014). Carob pod water extracts as feedstock for succinic acid production by Actinobacillus succinogenes 130Z. Bioresource Technol 170: 491-498, doi: 10.1016/j.biortech.2014.07.117
  • Germec, M., Turhan, I., Karhan, M., Demirci, A. (2015). Ethanol production via repeated-batch fermentation from carob pod extract by using Saccharomyces cerevisiae in biofilm reactor. Fuel 161: 304-311, doi: 10.1016/j.fuel.2015.08.060
  • Germec, M., Turhan, I., Demirci, A., Karhan, M. (2016). Effect of media sterilization and enrichment on ethanol production from carob extract in a biofilm reactor. Energy Source Part A 38(21): 3268-3272, doi: 10.1080/15567036.2015.1138004
  • Lee, K.H., Choi, I.S., Kim, Y.G., Yang, D.J., Bae, H.J. (2011). Enhanced production of bioethanol and ultrastructural characteristics of reused Saccharomyces cerevisiae immobilized calcium alginate beads. Bioresource Technol 102(17): 8191-8198, doi: 10.1016/j.biortech.2011.06.063
  • Lima-Costa, M.E., Tavares, C., Raposo, S., Rodrigues, B., Peinado, J.M. (2012). Kinetics of sugars consumption and ethanol inhibition in carob pulp fermentation by Saccharomyces cerevisiae in batch and fed-batch cultures. J Ind Microbiol Biot 39(5): 789-797, doi: 10.1007/s10295-011-1079-4
  • Mazaheri, D., Shojaosadati, S.A., Mousavi, S.M., Hejazi, P., Saharkhiz, S. (2012). Bioethanol production from carob pods by solid-state fermentation with Zymomonas mobilis. Appl Energ 99: 372-378, doi: 10.1016/j.apenergy.2012.05.045
  • Raposo, S., Constantino, A., Rodrigues, B., Lima-Costa, M.E. (2017). Nitrogen Sources Screening for Ethanol Production Using Carob Industrial Wastes. Appl Biochem Biotech 181(2): 827-843, doi: 10.1007/s12010-016-2252-z
  • Razmovski, R., Vučurović, V. (2011). Ethanol production from sugar beet molasses by S. cerevisiae entrapped in an alginate–maize stem ground tissue matrix. Enzyme Microb Tech 48(4): 378-385, doi: 10.1016/j.enzmictec.2010.12.015
  • Roukas, T. (1993). Ethanol-production from carob pods by Saccharomyces cerevisiae. Food Biotechnol 7(2): 159-176, doi: 10.1080/08905439309549854
  • Roukas, T. (1994). Continuous ethanol-production from carob pod extract by immobilized Saccharomyces cerevisiae in a packed-bed reactor. J Chem Technol Biot 59(4): 387-393, doi: 10.1002/jctb.280590412
  • Roukas, T. (1996). Continuous ethanol production from nonsterilized carob pod extract by immobilized Saccharomyces cerevisiae on mineral kissiris using a two-reactor system. Appl Biochem Biotech 59(3): 299-307, doi: 10.1007/BF02783571
  • Roukas, T. (1998). Carob pod: A new substrate for citric acid production by Aspergillus niger. Appl Biochem Biotech 74(1): 43-53, doi: 10.1007/BF02786885
  • Saharkhiz, S., Mazaheri, D., Shojaosadati, S.A. (2013). Evaluation of bioethanol production from carob pods by Zymomonas mobilis and Saccharomyces cerevisiae in solid submerged fermentation. Prep Biochem Biotech 43(5): 415-430, doi: 10.1080/10826068.2012.741642
  • Sánchez, S., Lozano, L.J., Godínez, C., Juan, D., Pérez, A., Hernández, F.J. (2010). Carob pod as a feedstock for the production of bioethanol in Mediterranean areas. Appl Energ 87(11): 3417-3424, doi: 10.1016/j.apenergy.2010.06.004
  • Sánchez-Segado, S., Lozano, L.J., de los Ríos, A.P., Hernández-Fernández, F.J., Godínez, C., Juan, D. (2012). Process design and economic analysis of a hypothetical bioethanol production plant using carob pod as feedstock. Bioresource Technol 104: 324-328, doi: 10.1016/j.biortech.2011.10.046
  • Turhan, I., Bialka, K.L., Demirci, A., Karhan, M. (2010a). Enhanced lactic acid production from carob extract by Lactobacillus casei using invertase pretreatment. Food Biotechnol 24(4): 364-374, doi: 10.1080/08905436.2010.524485
  • Turhan, I., Bialka, K.L., Demirci, A., Karhan, M. (2010b). Ethanol production from carob extract by using Saccharomyces cerevisiae. Bioresource Technol 101(14): 5290-5296, doi: 10.1016/j.biortech.2010.01.146
  • Vaheed, H., Shojaosadati, S.A., Galip, H. (2011). Evaluation and optimization of ethanol production from carob pod extract by Zymomonas mobilis using response surface methodology. J Ind Microbiol Biot 38(1): 101-111, doi: 10.1007/s10295-010-0835-1
  • Yatmaz, E., Turhan, I., Karhan, M. (2013). Optimization of ethanol production from carob pod extract using immobilized Saccharomyces cerevisiae cells in a stirred tank bioreactor. Bioresource Technol 135: 365-371, doi: 10.1016/j.biortech.2012.09.006
  • Yatmaz, E., Karahalil, E., Germec, M, Ilgin, M., Turhan, I. (2016a). Controlling filamentous fungi morphology with microparticles to enhanced beta-mannanase production. Bioproc Biosyst Eng 39(9): 1391-1399, doi: 10.1007/s00449-016-1615-8
  • Yatmaz, E., Karahalil, E., Germec, M., Oziyci, H.R., Karhan, M., Duruksu, G., Ogel, Z.B., Turhan, I. (2016b). Enhanced β-mannanase production from alternative sources by recombinant Aspergillus sojae. Acta Alimentaria 45(3): 371-379, doi: 10.1556/066.2016.45.3.8
  • Yousif, A.K., Alghzawi, H.M. (2000). Processing and characterization of carob powder. Food Chem 69(3): 283-287, doi: 10.1016/S0308-8146(99)00265-4
Gıda-Cover
  • ISSN: 1300-3070
  • Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
  • Başlangıç: 1976
  • Yayıncı: Prof. Dr. İbrahim ÇAKIR
Sayıdaki Diğer Makaleler

MEYVE VE SEBZELERDE HASAT SONRASI FUNGAL HASTALIKLARIN ANTAGONİSTİK MAYALAR İLE BİYOKONTROLÜ

Bilal AĞIRMAN, Meltem Necla AKALIN, Hüseyin ERTEN

BİR VAKIF ÜNİVERSİTESİ ÖĞRENCİLERİNİN BİTKİSEL VE HAYVANSAL BESLENME İLE İLGİLİ GÖRÜŞLERİNİN BELİRLENMESİ VE SONUÇLARIN SÜRDÜRÜLEBİLİR GIDA AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ

Arzu DURUKAN, Açelya GÜL

GIDALARDA AKILLI AMBALAJLAMA TEKNOLOJİSİ VE GÜNCEL UYGULAMALAR

Hilal ŞAHİN NADEEM, Dilara KONUK TAKMA

FARKLI HİDROLİK ALIKONMA SÜRELERİNDE KEÇİBOYNUZU EKSTRAKTI BESİYERİNDE SÜREKLİ ETANOL FERMANTASYONU

Ercan YATMAZ

TÜRKİYE’DE TÜKETİLEN KÜLTÜR BALIKLARINDA BESİN DEĞERİ VE YAĞ ASİDİ BAKIMINDAN FARKLILIKLAR

Ayşe ÖZYILMAZ

FARKLI UN BİLEŞİMLERİNİN TERMAL ÖZELLİKLERİ İLE GLİSEMİK İNDEKS DEĞERLERİNİN BELİRLENMESİ VE GLUTENSİZ EKMEK YAPIMINDAKİ PERFORMANSLARI

Aslı YILDIRIM, Hilal ŞAHİN NADEEM

PİŞİRME METODLARININ SIĞIR LONGISSIMUS DORSI KASININ ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİLERİ

Çiğdem AŞÇIOĞLU, Ramazan ŞEVİK

LİSANS ÖĞRENCİLERİNİN SÜT TÜKETİM ALIŞKANLIKLARININ VE DAVRANIŞLARININ BELİRLENMESİ

Murat Emre TERZİOĞLU, İHSAN BAKIRCI

KASTAMONU SARIMSAĞINDAN MİKRODALGA DESTEKLİ CLEVENGER SİSTEMİYLE ELDE EDİLEN YAĞIN UÇUCU BİLEŞENLERİNİN VE ANTİOKSİDAN AKTİVİTESİNİN BELİRLENMESİ

Özge SÜFER, Fuat BOZOK

KIRINIM PENCERELİ KURUTMA VE SICAK HAVA AKIMINDA KURUTMA İŞLEM ŞARTLARININ KUŞBURNU TOZLARININ FİZİKOKİMYASAL ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİSİ

İsmail TONTUL, Emrah EROĞLU, Ayhan TOPUZ