Udnyttelse af brødfrugtstivelse til produktion af bioethanol

I et forsøg på at imødekomme den voksende efterspørgsel efter vedvarende energi har et team af forskere vendt sig til en usandsynlig kilde - den ydmyge brødfrugt. En nylig undersøgelse offentliggjort i Journal of Bioresources and Bioproducts har kastet lys over bioforarbejdningen af ​​Artocarpus altilis frugt til bioethanol, et bæredygtigt brændstofalternativ. Forskningen fokuserede på at optimere fermenteringsbetingelserne for at forbedre omdannelsen af ​​brødfrugtstivelse til bioethanol ved hjælp af Saccharomyces cerevisiae, en gærtype.

Undersøgelsens baggrund fremhæver udfordringerne ved kommerciel bioethanolproduktion, herunder behovet for rige, billige og let tilgængelige stivelseskilder. Forskerne havde til formål at identificere og udnytte underudnyttede stivelseskilder og sætte deres syn på brødfrugt, som ikke kun er rigeligt, men også underudnyttet i mange regioner.

Metoden involverede ekstraktion af brødfrugtstivelse og dens efterfølgende hydrolyse ved hjælp af mikrobølgeassisteret syrehydrolyse. Hydrolysatet, der er rig på fermenterbare sukkerarter, tjente som et substrat for gærgæringsprocessen. Fermenteringsbetingelserne, inklusive tid, substratkoncentration, pH og inokulumstørrelse, blev omhyggeligt optimeret for at maksimere bioethanolproduktionen.

Resultater fra undersøgelsen indikerede, at under de optimerede betingelser med en stivelseskoncentration på 122 g/L, mikrobølgeeffekt på 720 W og en inkubationstid på 6 minutter, blev der opnået en brødfrugtstivelseshydrolysat (BSH) koncentration på 108,9 g/L. Fermenteringen af ​​BSH nåede en maksimal bioethanolproduktion på 4,99 % (v/v) under en BSH-koncentration på 80 g/L, en medium pH på 4,7, en inokulumstørrelse på 2 % (v/v) og en gæringstid på 20.41 timer.

Undersøgelsen konkluderede, at brødfrugtstivelse effektivt kunne hydrolyseres ved hjælp af syrehydrolyse og mikrobølgebestråling på relativt kort tid, hvilket gør det til en levedygtig kandidat til bioethanolproduktion. Forskningen tilbyder ikke kun en bæredygtig løsning til energisektoren, men giver også mulighed for udnyttelse af underudnyttede landbrugsressourcer.

Det innovative aspekt af denne undersøgelse ligger i dens tilgang til optimering af fermenteringsprocessen, hvilket er afgørende for den økonomiske gennemførlighed af bioethanolproduktion. Brugen af ​​responsoverflademetodologi (RSM) til at evaluere de interaktive virkninger af fermenteringsparametre giver en omfattende forståelse af processen, hvilket fører til identifikation af optimale betingelser for maksimalt bioethanoludbytte.

Forskningens betydning strækker sig ud over det videnskabelige samfund og byder på implikationer for politiske beslutningstagere, landbrugere og industrien for vedvarende energi. Ved at præsentere et levedygtigt alternativ til traditionelle brændstofkilder bidrager denne undersøgelse til den globale indsats for bæredygtig energiproduktion og miljøbevarelse.

Flere oplysninger: Eriola Betiku et al., Bioprocessing of underutilized Artocarpus altilis fruit to bioethanol by Saccharomyces cerevisiae:A fermentation condition improvement study, Journal of Bioresources and Bioproducts (2023). DOI:10.1016/j.jobab.2023.03.002

Leveret af Journal of Bioresources and Bioproducts