• شماره ركورد
    24935
  • شماره راهنما
    BIOTECH2 384
  • عنوان

    بررسي آزمايشگاهي فرآيند توليد بيوسورفكتانت سوفوروليپيدي از بخش‌هاي مختلف ضايعات جامد شهري

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي - بيوتكنولوژي
  • دانشكده
    علوم و فناوري‌‌‌هاي زيستي
  • تاريخ دفاع
    1404/06/25
  • صفحه شمار
    100 ص .
  • استاد راهنما
    دكتر حميد اميري
  • كليدواژه فارسي
    بيوسورفكتانت , سوفوروليپيد , استارمرلا بومبيكولا , تخمير , ضايعات آلي غذايي
  • چكيده فارسي
    افزايش روزافزون ضايعات غذايي، علاوه بر ايجاد چالش‌هاي زيست‌محيطي و هزينه‌هاي بالاي دفع، فرصتي براي بهره‌برداري در توليد تركيبات زيستي ارزشمند فراهم مي‌كند. اين پژوهش باهدف بررسي پتانسيل ضايعات آلي رستوراني به‌عنوان منبعي پايدار براي توليد بيوسورفكتانت سوفوروليپيدي با استفاده از سويه استارمرلا بومبيكولا انجام شد. تأثير روش‌هاي مختلف پيش‌فرآوري (اسيدي و حلال آلي) و هيدروليز آنزيمي بر آزادسازي قندهاي قابل تخمير و افزايش بازده توليد مورد ارزيابي قرار گرفت. ضايعات غذايي با و بدون مرحله سم‌زدايي (استخراج با اتانول به روش سوكسله) تحت فرآيند قرار گرفتند. پيش‌فرآوري اسيدي در دو مرحله (دماي 120 و 150 درجه سانتي‌گراد براي مرحله اول و 180 درجه سانتي‌گراد براي مرحله دوم) انجام شد. فاز مايع حاصل، حاوي قندهاي آزاد براي تخمير مستقيم و فاز جامد براي هيدروليز آنزيمي استفاده شد. بالاترين ميزان قند آزادشده (35 گرم بر ليتر) در حالت پيش‌فرآوري اسيدي نمونه سوكسله شده با اتانول در دماي 150 درجه سانتي‌گراد مشاهده شد، كه بازده تخمير 0.46 گرم بر گرم را به همراه داشت. پيش‌فرآوري حلال آلي در دماي 120 درجه سانتي‌گراد همراه با هيدروليز آنزيمي (تركيب آنزيم‌هاي سلولازي و غيرسلولازي) بهينه‌ترين شرايط را فراهم كرد و منجر به توليد49.19گرم بر ليتر بيوسورفكتانت با بازده 0.69گرم بر گرم شد، كه با فرآيندهاي مبتني بر سوبستراهاي خالص قابل رقابت است. همچنين، تخمير نيمه‌پيوسته همراه با جداسازي درون‌فرآيندي با خوراك‌دهي روزانه گلوكز و اسيداولئيك تحت شرايط كنترل‌شده ( pH برابر 3.5، دما 30 درجه سانتي‌گراد، نرخ هوادهي vvm 3.5، سرعت همزن 500 دور بر دقيقه ) انجام شد. استفاده از جداسازي درون‌فرآيندي از روز چهارم تا هشتم، با برداشت فاز حاوي سوفوروليپيد و بازگرداندن محيط به فرمانتور، بازدارندگي ناشي از تجمع محصول را كاهش داد و راندمان توليد را بهبود بخشيد. بالاترين ميزان توليد سوفوروليپيد (137 گرم بر ليتر) در روز ششم، هم‌زمان با حداكثر زيست‌توده سلولي (88 گرم بر ليتر) بع دست آمد. يافته‌ها نشان داد، كه انتخاب نوع پيش‌فرآوري، دما و تركيب آنزيمي نقش كليدي در آزادسازي قند و افزايش بازده توليد دارد. پيش‌فرآوري حلال آلي در دماي ملايم (120 درجه سانتي‌گراد) رويكردي مؤثر و پايدار براي بهبود توليد بيوسورفكتانت از ضايعات غذايي ارائه مي‌دهد. اين نتايج مي‌توانند در طراحي فرآيندهاي صنعتي و توسعه زيست‌فناوري مبتني بر پسماندهاي غذايي كاربرد داشته باشند.
  • كليدواژه لاتين
    Biosurfactant , Sophorolipid , Starmerella , ombicola , Fermentation , Municipal solid waste
  • عنوان لاتين
    Exprimental studies of the process of sophorolipid biosurfactant production from different portions municipal solid waste
  • گروه آموزشي
    زيست فناوري
  • چكيده لاتين
    The rapid increase in food waste, in addition to creating environmental challenges an‎d disposal costs, also offers an opportunity for the production of valuable biobased compounds. This study aimed to investigate the potential of food waste as a sustainable substrate for the production of sophorolipid biosurfactants using Starmerella bombicola. The effects of different pretreatment methods (acidic an‎d organic-solvent) an‎d enzymatic hydrolysis on the release of fermentable sugars an‎d the improvement of production yield were eva‎luated. Food waste was divided into two categories: ethanol-extracted (Soxhlet) an‎d non-extracted. Acid pretreatment was carried out in two stages (120 °C an‎d 150 °C for the first stage, followed by 180 °C for the second stage). The liquid fraction obtained contained free sugars for direct fermentation, while the solid fraction was subjected to enzymatic hydrolysis. The highest amount of released sugar (35 g/L) was observed in the Soxhlet-extracted sample pretreated at 150 °C, which resulted in a fermentation yield of 0.46 g/g. Organic-solvent pretreatment at 120 °C combined with enzymatic hydrolysis (a mixture of cellulolytic an‎d non-cellulolytic enzymes) provided the most favorable conditions, leading to the production of 49.19 g/L biosurfactant with a yield of 0.69 g/g, which is competitive with processes based on pure substrates. In addition, semi-continuous fermentation with in-situ product separation was carried out by daily feeding of glucose an‎d oleic acid under controlled conditions (pH = 3.5, temperature = 30 °C, aeration = 3.5 vvm, agitation = 500 rpm). In-situ separation, applied from day four to day eight by withdrawing the sophorolipid-containing phase an‎d recycling the broth back into the fermenter, reduced product inhibition an‎d improved production efficiency. The maximum sophorolipid production (137 g/L) was achieved on day six, concurrent with the highest cell biomass (88 g/L). The findings demonstrated that the choice of pretreatment type, temperature, an‎d enzyme combination plays a critical role in sugar release an‎d yield improvement. Organic-solvent pretreatment at mild temperature (120 °C) provides an effective an‎d sustainable approach for enhancing biosurfactant production from food waste. These results can contribute to the design of industrial processes an‎d the development of waste-based biotechnological applications.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    143494
  • نويسنده

    حسن پور، زهرا