تأثير گليكوآلكالوئيد موجود در ساقه و برگ گياه سيب‌زميني بر استفاده از آن‌ها در توليد بوتانول زيستي به عنوان سوخت زيستي پيشرفته

مقدمه: حدود نيم ميليون تن غده گياه سيب‌زميني در سال مصرف مي‌شود. با اين وجود، ميزان قابل توجهي زيست توده آن در قالب ساختار برگ و ساقه گياه به طور عمده بدون استفاده مي‌ماند. اجزاي مختلف گياه سيب‌زميني حاوي مقادير بالاي مواد سمي از دسته گليكوآلكالوئيدها هستند كه استفاده از اين زيست توده را براي مصارف مختلف مانند خوراك دام بسيار محدود مي‌كند. اين ضايعات با ميزان بين 1 تا 4 برابر غده‌هاي خوراكي گياه، مي‌توانند براي توليد بوتانول زيستي به عنوان يك سوخت زيستي پيشرفته در كنار اتانول و استن استفاده شود.روش‌ها: در اين مطالعه از استخراج استن، اتانول و متانول براي كاهش گليكوآلكالوئيدهاي موجود در زيست توده استفاده گرديد. برگ و ساقه گياه خرد شده در معرض استخراج با حلال توسط سوكسله و سپس قبل و بعد از استخراج گلايكوآلكالوئيد‌ها تحت تخمير با باكتري‌هاي كلستريديوم استوبوتيليكوم قرار گرفت. همچنين، جهت افزايش ميزان توليد استن، بوتانول و اتانول زيستي، قبل از تخمير دو مرحله‌ حذف بازدانده و پيش‌فرآوري اسيدي رقيق (1 درصد) به مدت يك ساعت در دماي 180 درجه سانتي‌گراد به صورت متوالي انجام گرديد.يافته‌ها: زيست توده برگ و ساقه گياه به ترتيب حاوي 74 و 48 ميلي‌گرم گليكوآلكالوئيد در هر گرم بود. وجود تنها 0.07 ميلي‌گرم گليكوآلكالوئيد در هر ليتر از محيط تخمير، منجر به مختل شدن كامل توليد بوتانول مي‌شود. پس از حذف بازدارنده توسط حلال‌ها، تخمير منجر به توليد 3.2 و 3.8 گرم بر ليتر استن، بوتانول و اتانول زيستي به ترتيب از برگ و ساقه گياه پس از حذف بازدارنده‌ها شد. ميزان حلال توليد شده از برگ و ساقه گياه پس از حذف بازدارنده به ترتيب تا 4.7 و 2.4 برابر افزايش يافت و با به كارگيري دو مرحله متوالي حذف بازدانده و پيش‌فرآوري اسيدي رقيق، ميزان توليد استن، بوتانول و اتانول زيستي به افزايش 14 و 4.7 برابري توليد حلال به ترتيب از برگ و ساقه گرديد.نتيجه‌گيري: مقادير كم گلايكوآلكالوئيد به عنوان ماده سمي، مي‌تواند منجر به مختل شدن كامل فرايند تخمير شود. همچنين، با استفاده از حلال‌ها مي‌توان اين مواد را حذف كرد و از اين منبع تجديدپذير به عنوان يكي از ضايعات پر‌توليد در بخش كشاورزي استفاده نمود و ازآن به عنوان يك ماده اوليه مهم و ارزان براي توليد سوخت‌هاي زيستي بهره برد.