जर्नल ऑफ माइक्रोबियल एंड बायोकेमिकल टेक्नोलॉजी

अमूर्त

ब्रोमीनयुक्त कार्बनिक बायोसाइड्स बायोएथेनॉल किण्वन मैट्रिक्स में लैक्टिक एसिड उत्पादक बैक्टीरिया को नियंत्रित करते हैं

क्रिस्टोफर एल. वियाट्र1*, जूली बेज़ेल2, रीटा डेकैसिया बोर्तोलो पोर्टो3

हर दिन पौधों पर आधारित बायोमास को किण्वित करके एक मिलियन बैरल से अधिक बायोएथेनॉल बनाया जाता है। चूँकि बायोएथेनॉल निर्माण सड़न रोकने वाला नहीं है, इसलिए इथेनॉल अंश को लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया (LAB) से बचाने के लिए रोगाणुरोधी एजेंटों को जोड़ना सबसे महत्वपूर्ण है, जो प्रक्रिया के अम्लीय वातावरण में बढ़ सकते हैं, सिस्टम को दूषित कर सकते हैं और इथेनॉल को अविक्रय कार्बनिक अम्लों में बदल सकते हैं। आमतौर पर एंटीबायोटिक्स का इस्तेमाल किया जाता है। दुर्भाग्य से, एंटीबायोटिक्स रासायनिक रूप से स्थिर होते हैं और प्रक्रिया के दौरान आगे बढ़ते हैं और ठोस पदार्थों को दूषित करते हैं, जिन्हें ड्राइड डिस्टिलर ग्रेन्स विद सॉल्यूबल्स (DDGS) कहा जाता है, जिन्हें आसवन के बाद एकत्र किया जाता है और मवेशियों, सूअरों और मुर्गियों के लिए पशु आहार के रूप में बेचा जाता है। इस शोध ने वैकल्पिक रोगाणुरोधी तरीकों की प्रभावशीलता का मूल्यांकन किया। त्वरित-हत्या करने वाले ब्रोमिनेटेड बायोसाइड्स, 2,2-डायब्रोमो-3-नाइट्रिलो-प्रोपियनएमाइड (DBNPA) और 2-ब्रोमो-2-नाइट्रिलो-प्रोपेन-1,3-डायोल (BNPD) की जांच व्यवहार्य एसिड-उत्पादक बैक्टीरिया लैक्टोबैसिलस प्लांटारम और एसीटोबैक्टर सेरेविसिया को नियंत्रित करने के लिए रोगाणुरोधी एजेंट के रूप में की गई थी जो आमतौर पर बायोएथेनॉल किण्वन को संक्रमित करते हैं। खमीर का उपयोग करके मकई को इथेनॉल में किण्वित करने वाले एक पायलट प्लांट अध्ययन में, DBNPA को इन बैक्टीरिया के खिलाफ 25 mg/L से 200 mg/L तक की चरणबद्ध खुराक-प्रतिक्रिया पर प्रभावी पाया गया, जिसमें इष्टतम खुराक 200 mg/L तक पहुँच गई। हालाँकि, BNPD 25 mg/L पर प्रभावी नहीं था, लेकिन यह 100 mg/L और 200 mg/L पर प्रभावी था। फिर ऑर्गेनिक ब्रोमिसाइड्स को मकई-से-इथेनॉल औद्योगिक संयंत्र में क्षेत्र परीक्षणों के लिए आगे बढ़ाया गया। DBNPA ने 100 mg/L की खुराक पर 3 लॉग ₁₀ LAB और लगभग 3 लॉग ₁₀ कुल विषमपोषी जीवाणुओं को मार डाला, जबकि BNPD की मारक क्षमता LAB और कुल विषमपोषी जीवाणुओं के लिए समान खुराक पर 2 लॉग _{10 के} करीब थी। एक गन्ना चीनी संयंत्र में, 100 mg/L पर कार्बनिक ब्रोमिसाइड्स गन्ने के सिरप में प्रभावी थे, जिसमें DBNPA ने BNPD से बेहतर प्रदर्शन किया; हालांकि, दोनों जैवनाशियों की कम खुराकें प्रभावी नहीं थीं। परीक्षणों के दौरान, सामान्य अनुप्रयोग खुराकों पर नियोजित एंटीबायोटिक दवाओं के परिणामस्वरूप तुलनात्मक रूप से असंतोषजनक प्रभाव हुए, जिससे LAB या जीवाणुओं की कुल आबादी में केवल एक लॉग ₁₀ (. नियंत्रण)। इसके अलावा, 62 घंटे तक बढ़ने वाले एलएबी से संक्रमित किण्वन मकई मैश के जैव रासायनिक परीक्षणों के दौरान, ≥ 100 मिलीग्राम / एल पर डीबीएनपीए खुराक ने अंतिम लैक्टिक एसिड स्तर को 14 गुना कम कर दिया और यह इथेनॉल उपज पर जीवाणु संक्रमण के प्रभाव को पूरी तरह से समाप्त कर दिया। डीबीएनपीए का इथेनॉल उत्पादन दर पर कोई प्रतिकूल प्रभाव नहीं पड़ा और इथेनॉल उपज में 2% की वृद्धि हुई। बायोएथेनॉल उपज में केवल 0.5% का अतिरिक्त मूल्य 50 एमजीवाई संयंत्र में लगभग 4 मिलियन डॉलर अतिरिक्त उत्पादन के बराबर है। इसके अलावा, चूंकि डीबीएनपीए पहले किण्वन सह-उत्पादों में विश्लेषणात्मक रूप से विघटित पाया गया था और डीडीजीएस तक नहीं पहुंच पाया था, यह माइक्रोबायसाइडली प्रभावी कार्बनिक ब्रोमिसाइड ईंधन-इथेनॉल उत्पादन में जीवाणु संक्रमण को नियंत्रित करने के लिए एंटीबायोटिक दवाओं के लिए एक सफल विकल्प भी प्रदान कर सकता