استفاده از نشاسته تصفيه نشده براي توليد بوتانول توسط باكتري كلستريديوم استوبوتيليكوم

The use of non- treated starch for butanol production by Clostridium acetobutylicum

مقدمه: مشكلات ناشی از پديده گلخانه‌اي و آلودگی محيط زيست، افزايش تقاضای جهانی انرژی و كاهش منابع سوخت‌های فسيلی، پژوهش‏هاي زيادی در زمينه توليد انرژی‌های تجديدپذير از جمله سوخت‌های زيستی را در سال‌هاي اخير به دنبال داشته ‌است. به تازگی از ميان سوخت‌های زيستی، بوتانول به عنوان يك سوخت مايع جايگزين بنزين و گازوئيل معرفی شده است. باكتری‌‌های بی‌‌هوازي مانند كلستريديوم استوبوتيليكوم توانايی توليد استن، اتانول و بوتانول را از منابع قندی مختلف دارند. اين باكتری به علت دارا بودن آنزيم آلفا- آميلاز قادر به هيدروليز نشاسته و استفاده مستقيم از آن به عنوان سوبسترا است‏‏. ‏‏‏ مواد و روش‏‏ها: در اين پژوهش از سوبستراهاي گلوكز، نشاسته تصفيه شده و نشاسته تصفيه نشده در غلظت‌های متفاوت برای توليد بوتانول توسط باكتری كلستريديوم استوبوتيليكوم1492 PTCC به روش بی هوازی استفاده شد. ‏‏‏ نتايج: برای هر سه منبع كربنی استفاده شده، غلظت بهينه سوبسترا 60 گرم بر ليتر به دست آمد. نتايج نشان داد كه اين باكتري توانايی توليد بوتانول با استفاده از هر سه منبع كربن بدون هيچ‏گونه پيش تيماری را دارد. غلظت بوتانول توليدی با استفاده از نشاسته تصفيه نشده، نشاسته تصفيه شده و گلوكز به ترتيب برابر با 45/6، 81/5 و 64/4 گرم بر ليتر بود كه نشان داد نشاسته تصفيه نشده به خوبی توانايی توليد بوتانول را دارد. ‏‏‏ بحث و نتيجه‏گيری: نتايج نشان داد كه امكان استفاده از نشاسته بدون هيدروليز به عنوان منبع كربن برای توليد بوتانول وجود دارد. همچنين، نتايج نشان داد كه نشاسته تصفيه نشده بوتانول بيشتری نسبت به نشاسته تصفيه شده توليد می‌كند.

Introduction: Greenhouse effect problems, environmental pollution, global increase in oil demand, and reduced fossil fuel resources have boosted research on the production of renewable energies such as bioenegries in recent years. Amongst various biofuels, biobutanol has been recently introduced as a replacement liquid fuel for gasoline and gas oil. Anaerobic bacteria such as Clostridium acetobutylicum are able to produce acetone, butanol, and ethanol using different sugar sources. This bacterium exhibits amylolytic activity and therefore is able to hydrolyzes starch to glucose and use it directly as carbon source. Materials and methods: In this study, three substrates including glucose, treated starch and starch were used in different concentrations to produce butanol by Clostridium acetobutylicum PTCC 1492. Results: For all three carbon sources, 60 g/ l of substrate was found as the optimum concentration. The results revealed that this bacterium is capable of producing butanol using all three carbon sources without any treatment. Butanol concentrations of 6.45, 5.81, and 4.64 g/ l were obtained using non-treated starch, treated starch, and glucose as carbon sources, respectively. Discussion and conclusion: The results suggested the possibility of using non-hydrolyzed starch as carbon source for butanol production. Also it was shown that non-treated starch produces more butanol compared to the treated starch.