I ett försök att möta den växande efterfrågan på förnybar energi har ett team av forskare vänt sig till en osannolik källa - den ödmjuka brödfrukten. En nyligen publicerad studie publicerad i Journal of Bioresources and Bioproducts har belyst biobearbetningen av Artocarpus altilis frukt till bioetanol, ett hållbart bränslealternativ. Forskningen fokuserade på att optimera jäsningsförhållandena för att förbättra omvandlingen av brödfruktsstärkelse till bioetanol med hjälp av Saccharomyces cerevisiae, en typ av jäst.

Studiens bakgrund belyser utmaningarna med kommersiell bioetanolproduktion, inklusive behovet av rika, billiga och lättillgängliga stärkelsekällor. Forskarna strävade efter att identifiera och använda underutnyttjade stärkelsekällor, och siktet inställt på brödfrukt, som inte bara är rikligt utan även underutnyttjad i många regioner.

Metoden involverade extraktion av brödfruktsstärkelse och dess efterföljande hydrolys med hjälp av mikrovågsassisterad syrahydrolys. Hydrolysatet, rikt på fermenterbara sockerarter, fungerade som ett substrat för jästjäsningsprocessen. Fermenteringsförhållandena, inklusive tid, substratkoncentration, pH och ympstorlek, optimerades noggrant för att maximera bioetanolproduktionen.

Resultaten från studien visade att under de optimerade förhållandena med en stärkelsekoncentration på 122 g/L, mikrovågseffekt på 720 W och en inkubationstid på 6 minuter, uppnåddes en brödfruktsstärkelsehydrolysat (BSH)-koncentration på 108,9 g/L. Jäsningen av BSH nådde en maximal bioetanolproduktion på 4,99 % (v/v) under en BSH-koncentration på 80 g/L, ett medium pH på 4,7, en ympstorlek på 2 % (v/v) och en jäsningstid på 20.41 timmar.

Studien drog slutsatsen att brödfruktsstärkelse effektivt kunde hydrolyseras med sur hydrolys och mikrovågsstrålning på relativt kort tid, vilket gör den till en lönsam kandidat för bioetanolproduktion. Forskningen erbjuder inte bara en hållbar lösning för energisektorn utan ger också en möjlighet att utnyttja underutnyttjade jordbruksresurser.

Den innovativa aspekten av denna studie ligger i dess tillvägagångssätt för att optimera jäsningsprocessen, vilket är avgörande för den ekonomiska genomförbarheten av bioetanolproduktion. Användningen av responsytmetodologi (RSM) för att utvärdera de interaktiva effekterna av fermenteringsparametrar ger en omfattande förståelse av processen, vilket leder till identifieringen av optimala förhållanden för maximalt bioetanolutbyte.

Forskningens betydelse sträcker sig utanför det vetenskapliga samfundet, och erbjuder konsekvenser för beslutsfattare, jordbrukare och industrin för förnybar energi. Genom att presentera ett lönsamt alternativ till traditionella bränslekällor bidrar denna studie till den globala ansträngningen för hållbar energiproduktion och miljövård.

Mer information: Eriola Betiku et al, Bioprocessing av underutnyttjad Artocarpus altilis-frukt till bioetanol av Saccharomyces cerevisiae:A fermentation condition improvement study, Journal of Bioresources and Bioproducts (2023). DOI:10.1016/j.jobab.2023.03.002

Tillhandahålls av Journal of Bioresources and Bioproducts