Журнал нефтяной и экологической биотехнологии

Абстрактный

Оптимизация параметров ферментации для биоконверсии кукурузы в этанол с использованием методологии поверхности отклика

Навприт Каур Валия*, Камалджит Каур Секхон, Сваранджит Сингх Камеотра, Дхарам Пол Чаудхари, Паллави Шривастава и Анил Дутта

Мир столкнулся с проблемой нефтяного кризиса и нуждается в немедленном решении. Восприятие устойчивого развития как средства интеграции экологических, социальных и экономических целей общества было значительно развито для того, чтобы максимизировать благосостояние людей в нынешней системе, не ставя под угрозу возможности будущих поколений. Развитие, которое не является устойчивым, неизбежно приведет к негативным социальным, экономическим и экологическим последствиям (OECD 2001). Энергия является важнейшей потребностью человечества и, кроме того, бесценным даром, предлагаемым природой. Непрерывный рост использования ископаемого топлива и сокращение запасов нефти заставили нас переосмыслить использование возобновляемых источников энергии, которые также сократят выбросы углекислого газа (CO2). Биотопливо, такое как этанол, обычно считается возобновляемым, поскольку CO2, выбрасываемый в атмосферу, улавливается растущей культурой в следующем цикле роста. Наиболее важными вопросами, касающимися преобразования углеводов в этанол, являются стоимость и доступность субстрата. Следовательно, стоит разработать экономичный процесс, который позволит использовать дешевые субстраты для последовательного преобразования в этанол. Следовательно, все еще существует необходимость в передовых исследованиях, которые будут проводиться для эффективного, экономичного и действенного процесса преобразования. Настоящее исследование было проведено для оптимизации потенциала производства этанола кукурузой (Zea mays). Для достижения максимального производства этанола эксперименты проводились путем оптимизации трех переменных ферментации, а именно pH, температуры и концентрации субстрата, которые были оптимизированы при различных условиях с использованием Методологии поверхности отклика (RSM) с помощью программного обеспечения design-expert (версия 8. 0.7.1 Stat-Ease Inc; США). Параметры были оптимизированы с помощью центрального композитного дизайна, наблюдающего за эффектом комбинации двух переменных и сохраняющего одну постоянную на производство этанола. Во время экспериментов максимальное производство этанола составило 74,6 г/л при условиях: pH 5,8, температура 31 °C и концентрация субстрата 160 г/л. RSM является лучшим методом оптимизации параметров, поскольку он менее трудоемкий и более точный, чем классические методы. Это сокращает количество партий ферментации. Адекватность всех моделей оказалась значительной на уровне 99%, поскольку коэффициенты детерминации составили (0,9923) (0,9735) (0,9662).