بهبود تولید اتانول زیستی و مقاومت ساکارومایسس سرویزیه تحت برخی تنش‌ها به‌منظور کاهش مصرف آب

بیواتانول به‌عنوان سوخت زیستی پر‌مصرف شناخته شده‌است و بهبود فرایند تولید بیواتانول به دلایل اقتصادی و زیست محیطی یک زمینه تحقیقاتی اولویت‌دار در مقیاس بین‌المللی است. تولید بیواتانول یک صنعت پرمصرف آب است و از مهمترین چالش‌ها و دغدغه‌های واحدهای تولیدی اتانول مسئله کاهش مصرف آب است. یکی از استراتژی‌های کاهش مصرف آب، بهره‌گیری از آب دریای خلیج فارس به‌عنوان یک منبع آزاد و فراوان به جای آب شیرین در بیوراکتورها است. با ‌این حال سویه‌های مخمری باید مقاوم به آب شور بوده و قادر به تولید اتانول در آب دریا باشند. بنابراین در این پروژه مخمر ساکارومایس سرویزیه با توانایی تحمل استرس‌ها و تولید اتانول بالا جداسازی و شناسایی شد و بهترین جدایه جهت بهبود تولید اتانول و تحمل به استرس‌ها مورد بررسی قرار گرفت. در محیط با 7/0 مولار نمک، بیشترین ظرفیت تولید اتانول مخمر در دمای 37 درجه سلسیوس و بریکس 18 (190 گرم بر لیتر) با تلقیح 108×1/1 سلول در هر میلی لیتر، 6/7٪ با بهره‌وری 84/0 گرم بر لیتر بر ساعت به دست آمد. جهت بهبود تحمل مخمر به شوری، 15 مرتبه کشت متوالی در نمک 7/0 مولار جهت تکامل تطبیقی جدایه مخمری صورت گرفت و رشد جدایه سازگار‌شده طی 24 ساعت تقریبا ده برابر جدایه سازگار‌نشده مشاهده شد. بنابراین براساس نتایج به‌دست آمده، جدایه مخمری یک تولید‌کننده بالقوه اتانول است و به دلیل پتانسیل تخمیر تحت تنش‌های غلظت بالای قند، دمای بالا و شوری، می‌تواند برای تولید بیواتانول صنعتی و کاهش مصرف آب طی تولید بیواتانول بیشتر مورد ارزیابی، بهبود و بهینه‌سازی قرار گیرد.

improvement of bioethanol production and tolerance of saccharomyces cerevisiae under some stresses to reduce water consumption

bioethanol has been known as the mostly used biofuel worldwide and improving the production process of bioethanol for economic and environmental reasons is a priority research field on an international scale. ethanol-manufacturing is a water-intensive industry. one of the most important challenges of bioethanol production units is reducing water consumption. one of the strategies to reduce water consumption is using persian gulf sea water as a free and abundant source instead of fresh water in bioreactors. however, yeast strains must be salt tolerance and able to produce ethanol in sea water. therefore, in this research, the yeast saccharomyces cerevisiae with the ability to tolerate stress and high ethanol production was isolated and identified. the isolated yeast was able to produce 7.6% (v/v) ethanol with an efficiency of 0.84 g l−1 h−1 during fermentation at 37°c with 18 °brix (190 g l−1), 0.7 m salt and inoculum size of 1.1 × 108 cells/ml. in order to improve the tolerance of yeast to salinity, 15 times of serial cultivation were carried out in 0.7 m salt for the adaptive evolution of the isolate. based on this, the growth of the adapted isolate was observed to be almost ten times that of the unadapted isolate within 24h. therefore, based on the obtained results, the isolate has the potential of fermentation under the stresses of high sugar gravity, high temperature and salinity and can be further evaluated, improved and optimized for industrial bioethanol production and reducing water consumption during bioethanol production.