Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/9490
Title: Σύνθεση του βιοκαταλύτη τριπλής στιβάδας με τρεις ακινητοποιημένους μικροοργανισμούς
Authors: Κιρκή, Σπυριδούλα
Keywords: Βιοκαταλύτης
Ελαιογενής ζύμη
Πηκτή
Αλγινικό ασβέστιο
Ακινητοποίηση
Μικροβιακό λίπος
Keywords (translated): Biocatalyst
Oleaginous yeast
Starch gel
Calcium alginate
Immobilization
Microbial fat
Abstract: Στην παρούσα εργασία έγινε μελέτη των ζυμώσεων, σε μίγμα τυρογάλακτος, μελάσας και γλυκερίνης υπό τη δράση βιοκαταλύτη τριπλής στιβάδας, που περιλάμβανε τους μικροοργανισμούς Saccharomyces cerevisiae, κεφίρ και Rhodotorula species. Τα pellets του βιοκαταλύτη αποτελούνται από τρεις στιβάδες, μία για κάθε μικροοργανισμό. Η πρώτη-εσωτερική στιβάδα αποτελείται από τον σακχαρομύκητα S. cerevisiae ακινητοποιημένο σε απολιγνινοποιημένη κυτταρίνη (DCM), η δεύτερη-ενδιάμεση στιβάδα από μικτή καλλιέργεια Kefir εγκλωβισμένη σε πηκτή αμύλου, και η τρίτη-εξωτερική στιβάδα από ελαιογενή ζύμη Rhodotorula sp. εγκλωβισμένη σε πολυμερές αλγινικού ασβεστίου. Σκοπός των πειραμάτων ήταν η συμπαραγωγή αιθανόλης, γαλακτικού οξέος και μικροβιακού λίπους, από τις βιοχημικές αντιδράσεις αυτών των μικροοργανισμών στο μίγμα τυρογάλακτος, μελάσας και γλυκερίνης. Και τα τρία συστατικά του θρεπτικού υποστρώματος του μίγματος αποτελούν παραπροϊόντα της βιομηχανίας τροφίμων και της βιομηχανίας βιοντιζελ και διαθέτουν υψηλό οργανικό φορτίο και έχουν μεγάλο COD και BOD συνεπώς, εάν εναποτίθενται στο φυσικό περιβάλλον χωρίς προφυλάξεις και κατεργασία, αποτελούν σημαντικό κίνδυνο για το ίδιο και τη δημόσια υγεία. Εντούτοις, το υψηλό οργανικό φορτίο των υλικών αυτών τα καθιστά άριστη πρώτη ύλη για την παραγωγή προϊόντων προστιθέμενης αξίας, όπως πρόσθετα τροφίμων, πλούσιες σε πρωτεΐνες ζωοτροφές, βιοκαύσιμα κ.ά. Η παρατήρηση της μορφολογίας των κυττάρων έγινε με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM). Η παρακολούθηση των ζυμώσεων πραγματοποιήθηκε με καθημερινή μέτρηση πυκνότητας με πυκνόμετρα Baume, θερμοκρασίας και οξύτητας, η δε κινητική των ζυμώσεων ως προς σάκχαρα, οργανικά οξέα, και συγκεκριμένα το γαλακτικό οξύ με HPLC, και ως προς αιθανόλη με GC. Τέλος, μετρήσαμε και το μικροβιακό λίπος με τη μέθοδο Soxhlet. Μέσω των αποτελεσμάτων που πάρθηκαν από τις παραπάνω τεχνικές/μεθόδους διαπιστώθηκε η αποτελεσματικότητα του βιοκαταλύτη σε ζυμώσεις μικτού υποστρώματος με πυκνότητα 16,6ºBe, 12,4ºBe, 9,4ºBe και 6,4ºΒe και η παραγωγή αιθανόλης, γαλακτικού οξέος και μικροβιακού λίπους μετά από κατανάλωση της πρώτης ύλης.
Abstract (translated): In the present work we studied the fermentations of mixed substrates of whey, molasses and glycerol by a novel tree-layer biocatalyst that contained co-immobilized microorganisms, Saccharomyces cerevisiae, Kefir and Rhodotorula sp. The pellets of this novel biocatalyst consisted of tree layers, one for each microorganism. The first (internal) layer consists of S. cerevisiae immobilized delignified cellulosic material, the second one consists of the natural mixed culture Kefir entrapped into gelatinized starch, and the third (external) layer consists of the oleaginous yeast Rhodotorula sp., entrapped into polymer calcium alginate. The purpose of the experiments was the combined ethanol, lactic acid and microbial fat production, by the biochemical activity of these specific microorganisms, in order to valorize this mixed whey, molasses and glycerol substrate. All these materials are major byproducts of food industry and biodiesel industry. They have high organic load, considerable COD and BOD and thus are considered as potential hazard for natural environment and human life, if disposed without care. Although, the significant organic load of these materials makes them excellent raw materials for the production of value added products such as food additives, protein rich animal feeds, biofuels etc. The morphology of the cells was observed by SEM. The monitoring of the fermentation progress was carried out by daily observation of Baume density, temperature an pH value. Fermentation kinetics referring to residual sugars, organic acids as lactic asids, were carried out using HPLC and alcohols with GC. Last but not least, microbial fat were counted with Soxhlet method. By the results that have been taken from the above techniques/methods have been showed the effectiveness of the biocatalyst in fermentations of mixed substrate with density 16.6ºBe, 12.4ºBe, 9.4ºBe and 6.4ºΒe and the production of ethanol, lactic acid and microbial oil after consumption of raw materials.
Appears in Collections:Τμήμα Χημείας (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Kirki(chem).pdf2.67 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.