Melastan etilalkol üretiminde soya ununun alkol ve hücre konsantrasyonuna etkisi

Melastan etilalkol üretiminde, çeşitli mayalara soya ununun etkisi belirlenmiştir. Araştırmada 6 Saccharomyces cerevisiae ve bir Saccharomyces bayanus suşu kullanılmıştır. Yapılan çalışmada, fermentasyon ortamlarına ilave edilen belirli oranlardaki soya ununun bütün mayalarda fermentasyon süresi, etilalkol konsantrasyonu ve toplam maya sayısına etkili olduğu, ancak etkinin türden türe değişiklik gösterdiği anlaşılmıştır. Fermentasyon denemeleri sonunda en yüksek etilalkol konsantrasyonu % 9 soyalı ortamda 63.9 g/l olarak Saccharomyces cerevisiae N3’de, en yüksek teorik verim ise % 91.6 olarak % 3 soyalı ortamda Saccharomyces cerevisiae W4 suşunda saptanmıştır. Tüketilen şeker ve bundan oluşan etilalkol konsantrasyonları kıyaslandığında en fazla artışın % 12.2 ile Saccharomyces bayanus 1A suşunda olduğu belirlenmiştir. Elde edilen verilere göre, S. cerevisiae HD, W4, RXII ve KI suşlarında % 12 soya unu katkısı ile tanık deneyden elde edilenden daha az etil alkol oluştuğu ve yüksek konsantrasyonlardaki soya ununun bazı mayalarda etil alkol fermentasyonunu olumsuz etkilediği belirlenmiştir. Bütün türlerin fermentasyon sonundaki canlı hücre sayısında soya unu katkısı ile tanığa göre belirli düzeylerde artış belirlenmiş, ancak bu artış türe ve kullanılan soya unu konsantrasyonuna bağlı olarak değişiklik göstermiştir. Saptanan maksimum hücre sayısına (1.5x107 adet/ml) Saccharomyces cerevisiae W4 mayasında % 3 ve S. cerevisiae N3 mayası ile % 9 soya unlu ortamda ulaşılmıştır. Bulunan değerlerin istatistiksel analizleri sonucunda alkol konsantrasyonu, alkol verimi ve maya sayısına, kullanılan maya çeşidi ve fermentasyon ortamına ilave edilen soya ununun etkili olduğu belirlenmiştir. Elde edilen verilere göre, bütün türlerde, fermentasyon ortamına ilave edilen soya ununun fermentasyon süresinde % 15 oranında azalma sağladığı saptanmıştır.

The effect of soy flour on alcohol and cell concentration in alcohol fermentation of molesses

The effects of soy flour on alcohol fermentation of molasses by different yeast strains were investigated. Six strains of Saccharomyces cerevisiae and one Saccharomyces bayanus were used. It was found that soy flour affected fermentation time, alcohol concentration and total cell count in all strains. But the degree of this effect was different among strains. The maximum ethanol concentration were 63.9 g/l in Saccharomyces cerevisiae N3 strains. The maximum theoritical yield, however was 91.6% in Saccharomyces cerevisiae W4 strains. Compared with the control, the largest increment in ethanol concentration was in Saccharomyces bayanus 1A as 12.2%. Furthermore, addition of soy flour incerased cell counts of all strains and the increment level varied with the concentration of soy flour and strains used. The maximum cell counts were (1.5x10 7 cfu.ml -1 ) determined by Saccharomyces cerevisiae W4 strain at 3% soy flour concentration but the same cell density was reached at 9% soy flour concentraton with the Saccharomyces cerevisiae N3 strain. Results of the statistical analysis showed that alcohol concentration, yield and yeast concentration were affected by yeast strains and soy flour concentration, significantly. The addition of soy flour also resulted in approximately 15% decrease in the fermentation time in all of the strains.

PDF

___

1. Dale, B.E. Ethanol Production from Cereal Grains. Food Sci. Technol. Handbook of Cereal Science and Technology. K.J. Lorenz and K. Klup, eds. New York, Marcel Dekker, Inc. 41: 863-870, 1991. 2. Lee, H., Glauber, J.W. and Sumner, D.A. Increased Industrial uses of Agricultural Commodities: Policy, trade and ethanol. Contemporary Economic Policy. 12: 22-3, 3, 1994. 3. Narayan, R. Polymeric materials from agricultural feed stocks. ACS Symposium Series 575. Polymers from Agricultural Coproducts. 575: 2-28, 1994. 4. Castillo, A.L., Obtention of heterothallic mutants from homothallic wine yeast: Application to hybridization for industrial purposes. Curr. Microbial. 11: 261-264, 1984. 5. Casey, G.P., Magnus, C.A. and Ingledew, W.M. High gravity brewing: Effects of nutrition on yeast composition, fermentative ability and alcohol production. Appl. Environ. Microb. 48 (3): 639-646, 1984. 6. Albers, E., Larsson, C., Liden, G., Niklason, C. and Gustaffson, L, Influence of the nitrogen source on Saccharomyces cerevisiae anaerobic growth and product formation. Appl. Environ. Microb. 62 (9): 3187-3195, 1996. 7. Damiano, D. and Wang, S.S., Improvements in ethanol concentration and fermenter ethanol productivity in yeast fermentations using whole soy flour in batch and continious recycle systems. Biotechnol. Lett, 7 (2): 135-140, 1985. 8. Bajpai, P., Sharma, A. and Raghuram, N., Rapid production of ethanol in high concentration by immobilized cells of Saccharomyces cerevisiae through soy flour supplementation. Biotechnol. Lett. 10 (3): 217-220, 1988. 9. Viegas, C.A., Correia, I. Sa. and Novais, J.M., Rapid production of high concentration of ethanol by Saccharomyces bayanus: Mechanisms of actions of say flour supplementation. Biotechnol. Lett. 7 (7): 515-520, 1985. 10. Viegas, C.A., Correia, I. Sa. and Novais, J.M., Nutrient enhanced production of remarkably high concentrations of ethanol by Saccharomyces bayanus through soy flour supplementation. App. Environ. Microb. 50 (5): 1333-1335, 1985b. 11. Maia, A.B.R.A. and Nelson, D.L., A comparative study of effects of soy and corn flours on the evalution of alcohol fermentation in successive batches. J. Chem. Technol. Biot. 59: 171-179, 1994. 12. Xianzhen, L., Improvement in ethanol production from beet molasses by soy flour supplementation. Biotechnol. Lett. 17 (3): 327-330, 1995. 13. Janessens, J.H., Burris, N. Woodward, A. and Barley, R.B., Lipid enhanced ethanol production by Kluyveromyces fragilis. App. Environ. Microb. 45 (2): 598-602, 1983. 14. Thomas, K.C. and Ingledew, W.M., Fuel alcohol production: effect of free amino acid nitrogen on fermentation of very high gravity wheat mashes. App. Environ. Microb. 56: 2046-2050, 1990. 15. Sumrada, R. and Cooper, T., Basic amino acid inhibition of cell division and macromolecular synthesis in Saccharomyces cerevisiae. J. Gen. Microbial. 108: 45-56, 1978. 16. Özçelik, F. ve Şahin, İ., Melastan alkol üretiminde bazı etkenlerin verime ve has ispirto bileşimine etkileri üzerinde araştırmalar. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yayınları: TÜT 4, 1984. 17. Şahin İ. ve Özçelik, F., Melasın etilalkol fermentasyonu sırasında önemli bazı etkenler üzerinde araştırmalar. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yıllığı, 29. Fasikül 2-3-4’den ayrı basım, 1979, Ankara. 18. Forouchi, E. and Gunn, D.J., Some effects of metal ions on the estimation of reducing sugars in biological media. Biotechnol. Bioeng. 25: 1905-1911, 1983. 19. Dönmez, S., Özçelik, F. ve Pamir, H., Melastan Clostridium acetabutylicum ile aseton-butanol üretimi için uygun koşullar. Doğa, Türk Tarım ve Ormancılık Dergisi, 14: 71-81, 1990. 20. Nagodawithana, T.W. and Steinkraus, K.H., Influence of the rate of ethanol production and accumulation on the viability of Saccharomyces cerevisiae in rapid fermentation. App. Environ. Microb. 31 (2): 158-162, 1976. 21. Fidan, İ. ve Şahin, İ., Alkol ve alkollü içkiler teknolojisi. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları: 1295, 344 s., 1993, Ankara. 22. Saigal, D. and Viswanathan, L. Effect of oils and fatty acids on molasses fermentation by distillers’ yeast. Enzyme Microb. Technol., Vol. 6. February, 78-80. 1984. 23. Berry, D. Growth of Yeast. In Fermentation Process Development of Industrial Organisims. Ed. J.O. Neway. 277- 322. Marcel Dekker Inc. New York, Basel. 1989. 24. Aries, V. and Kirsop, B.H. Sterol synthesis in relation to growth and fermentation by brewing yeasts inoculated at different concentration. J. Inst. Brew. 83: 220-223., 1977.