جدا سازی، شناسایی و بهینه سازی باکتری های تولیدکننده اتانول از فرآیند تخمیر با پایه ساکارومیسس در صنایع الکل سازی ایران

با توجه به رشد جمعیت جهان، مصرف زیاد انرژی، محدودیت منابع نفتی تامین کننده انرژی و افزایش قیمت سوخت در آینده، جایگزینی منبع انرژی دیگر امری ضروری است. اتانول سوخت تجدیدپذیر و بی خطر بوده و تولید جهانی آن بیشتر بر پایه تخمیر میکروبی است. جداسازی باکتری ها از تانک های تخمیر صنایع الکل سازی و بهینه سازی شرایط رشد آن ها به منظور یافتن جدایه هایی با توان بالای تولید اتانول برای معرفی به صنعت، از اهداف این پژوهش بود. نمونه های جمع آوری شده از تانک تخمیر کارخانجات الکل سازی در محیط کشت مایع ZSM، غنی سازی شد. سپس، برای جداسازی باکتری های تولید کننده اتانول، به محیط کشت محتوی آگار RMA منتقل شد. بهینه سازی شرایط رشد جدایه ها و تاثیر آن بر تولید اتانول شامل: درجه حرارت رشد، اسیدیته، زمان تخمیر، هوادهی، غلظت اولیه سوبسترا و منابع کربن و نیتروژن بررسی شد. همچنین، برای شناسایی جدایه ها، مشخصات ریخت شناسی، فیزیولوژیک و مولکولی مطالعه شد. سه جدایه باکتریایی ZYM7، ZYM8 و ZYM9، از تانک تخمیر اتانول جداسازی شد. هر سه جدایه توانایی تولید اتانول را نشان داد و پس از 48 ساعت گرماگذاری، به ترتیب 00/5، 60/7 و 00/4 گرم بر لیتر اتانول، اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که هر سه جدایه علاوه بر مصرف بیشتر قندها، توانایی مصرف قند پنج کربنه زایلوز را داشتند. جدایه ZYM7 توانست با مصرف زایلوز، بیش ترین اتانول به مقدار 00/13 گرم بر لیتر را تولید کند. بررسی مشخصات ریخت شناسی و فیزیولوژیک جدایه ها نشان داد که جدایه ZYM7 به جنس لاکتوباسیلوس [i] و جدایه های ZYM8 و ZYM9 به جنس استوباکتر [ii] متعلق بود. همچنین، بررسی توالی ژن 16S rRNA و رسم درخت فیلوژنی نشان داد که جدایه ZYM7، دارای 99 درصد هومولوژی با لاکتوباسیلوس رامنوسوس [iii] و جدایه های ZYM8 و ZYM9 به ترتیب دارای 99 و 97 درصد هومولوژی با استوباکتر پاستیوریانوس [iv] بودند. نتایج نشان می دهد باکتری های جدا شده، گزینه مناسبی برای تولید اتانول از مواد اولیه غنی از زایلوز هستند و می توانند به صنایع تخمیری معرفی شوند.