Mikrobiol. Z. 2021; 83(4):3-14.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj83.04.003

Отримання етанолу за сумісного культивування дріжджів та
молочнокислих бактерій на крохмалі

М.О. Фоміна, О.Д. Янєва, М.В. Гавриленко, Т.М. Головач, В.С. Підгорський

Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
вул. Академіка Заболотного, 154, Київ, 03143, Україна

Сумісне культивування амілолітичних бактерій зі статусом GRAS та етанолсинтезуючих дріжджів Saccharomyces cerevisiae в середовищі, що містить крохмаль, може стати одним із шляхів вирішення проблеми утилізації крохмалевмісних відходів та одночасного отримання етанолу – перспективного біопалива – з метою підвищення октанового числа. Метою даної роботи було випробувати комбінацію мікроорганізмів (амілолітичних молочнокислих бактерій та дріжджів), придатних для сумісного культивування на крохмалі, та визначити оптимальні умови для співферментації крохмалю. Методи. В роботі були задіяні традиційні мікробіологічні, біохімічні та статистичні методи, включно з методом серійних розведень, для визначення росту змішаних культур мікроорганізмів, газовою хроматографією/мас-спектрометрією (GC/MS) для визначення концентрації етанолу та планом Бокс-Бенкена для оптимізації умов продукування етанолу. Результати. Визначена комбінація мікроорганізмів для сумісної одностадійної ферментації крохмалю: штам етанолсинтезуючих дріжджів S. cerevisiae УКМ Y-527 та амілолітичний штам молочнокислих бактерій Streptococcus bovis ІМВ B-7151. Математичне моделювання з використанням плану Бокса-Бенкена (3k-p) визначило оптимальні параметри сумісної ферментації крохмалю в процесі співкультивування дріжджів і бактерій: 10 г/л крохмалю в середовищі, одночасна інокуляція обома штамами мікроорганізмів та тривалість культивування 72 години. Теоретично отримані параметри були експериментально підтверджені: максимальна концентрація етанолу 1,95 г/л за умов експерименту відповідала теоретичним розрахункам. Висновки. Запропоновано та оптимізовано спосіб сумісної ферментації крохмалю з використанням комбінації штамів амілолітичних молочнокислих бактерій S. bovis ІМВ B-7151 та дріжджів S. cerevisiae УКМ Y-5098, яка може бути задіяна для одностадійного процесу гідролізу та ферментації крохмалю та крохмалевмісних відходів для отримання біоетанолу та мікробної біомаси.

Ключові слова: етанол, крохмаль, сумісне культивування, Saccharomyces cerevisiae, Streptococcus bovis.

Повний текст (PDF, англ)