The occurrence and identification of microbiological contamination in fuel ethanol production

• Autorzy: Leja K. , Broda M.

Warianty tytułu

PL

Zanieczyszczenia mikrobiologiczne procesu fermentacji etanolowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background. Bacterial contamination is a major problem for commercial fuel ethanol production in distilleries all over the world. The contaminating microorganisms produce acetic and lactic acid that has a detrimental effect on fermentation efficiency. The aim of this work was to calculate the number of bacterial contaminants in some distilleries. Moreover, in this study it was signified what kind of bacteria contaminate ethanol production process. Material and methods. Grains were obtained from five distilleries from some regions in Poland, in this work hereafter referred to as α, β, γ, δ, and ε distilleries. Corn was the raw material in the α, β, and γ distilleries, triticale in δ distillery, and rye in the ε one. From these five distilleries, sweet mashes during fermentation and after it, were also analysed. The total number of microorganisms, the number of lactic acid bacteria, the number of anaerobic bacteria and the quantity of yeasts and moulds in raw materials were calculated. Results. The number of total viable bacteria (CFU/g), lactic acid bacteria (CFU/g), anaerobic bacteria (CFU/g), moulds, and yeasts (CFU/g) occur in the samples were determined. In all distilleries tested, all groups of microorganism were present. Conclusions. The results of our study show that all tested distilleries have a lot of difficulties with microbiology pollution which leads to a decrease of ethanol production and economical problems. From the economical point of view, reduction of microbial contamination makes it possible to increase the production volume

PL

Wstęp. Zanieczyszczenia bakteryjne są poważnym problemem w przemysłowej produkcji bioetanolu w gorzelniach na całym świecie. Niepożądane mikroorganizmy produkują kwasy octowy i mlekowy, które znacznie obniżają wydajność fermentacji. Celem pracy było oznaczenie liczebności mikroflory zanieczyszczającej gorzelnie na terenie Polski. Ponadto oznaczono najczęściej występujące gatunki bakterii. Materiał i metody. Badane ziarno pochodziło z pięciu gorzelni z terenu Polski, które oznaczono jako α, β, γ, δ i ε. Surowcem w gorzelniach α, β i γ była kukurydza, w gorzelni δ - pszenżyto, a w ε - żyto. Analizowano również stan mikrobiologiczny zacierów gorzelniczych pochodzących z badanych gorzelni. Określono ogólną liczbę bakterii, liczebność bakterii mlekowych, beztlenowych oraz pleśni i grzybów w analizowanym materiale. Wyniki. Ogólna liczba bakterii (jtk/g), liczebność bakterii mlekowych (jtk/g), beztlenowych (jtk/g) oraz pleśni i grzybów (jtk/g) została oznaczona dla surowców i zacierów pochodzących ze wszystkich pięciu badanych gorzelni. Mikroorganizmy z badanych grup występowały we wszystkich surowcach i zacierach. Wnioski. Wyniki badań wskazują, że problem zanieczyszczenia mikrobiologicznego dotyczy wszystkich badanych polskich gorzelni. Znacznie zmniejsza to wydajność produkcji bioetanolu, prowadząc do strat ekonomicznych

Słowa kluczowe

EN

occurrence; identification; microbiological contamination; bacterial contamination; ethanol production; lactic acid bacteria; contaminant; distillery industry; economic problem

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Technologia Alimentaria
• Rocznik: 2009
• Tom: 08
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.25-31,fig.,ref.

Twórcy

autor

Leja K.

• Poznan University of Life Sciences, Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznan, Poland

autor

Broda M.

• Poznan University of Life Sciences, Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznan, Poland

Bibliografia

• Gibbons W.R., Westby C.A., 1996. Use of potassium metabisulfite to control bacterial contaminants during fermentation of fodder beet cubes for fuel ethanol. Biomass 11, 99-113.
• Maciorowski K.G., Herrera P., Jones F.T., Pillai S.D., Ricke S.C., 2007. Effects on poultry and livestock of feed contamination with bacteria and fungi. Anim. Feed Sci. Technol. 133, 109-136.
• Narendranath N.V., Hynes S.H., Thomas K.C., Ingledev W.M., 1997. Effects of Lactobacilli on yeast-catalyzed ethanol fermentations. Appl. Environ. Microbiol. 63, 11, 4158-4163.
• Narendranath N.V., Thomas K.C., Ingledev W.M., 2000. Urea hydrogen peroxide reduces the numbers of lactobacilli, nourishes yeast, and leaves no residues in ethanol fermentation. Appl. Environ. Microbiol. 66, 4187-4192.
• Obuchowski W., Strybe K., 2004. The effect of grain cleaning and milling in some Polish mills on the level of grain and flour microbial contamination. EJPAU, Food Sci. Technol. 1, 1.
• Oliva-Neto P., Yokoya F., 1998. Effect of 3,4,4’-trichlorocarbanilide on growth of lactic acid bacteria contaminants in alcoholic fermentation. Bioresour. Technol. 63, 17.
• Reed G., Nagodawithana T.W., 1999. Yeast derived products. In: Yeast technology. Van Nostrand Reinhold New York, 225-256.
• Schell D.J., Dowe N., Ibsen K.N., Riley C.J., Ruth M.F., Lumpkin R.E., 2007. Contaminant occurrence, indentification and control in a pilot-scale corn fiber to ethanol conversion process. Bioresour. Technol. 98, 2942-2948.
• Skinner K.A., Leather T.D., 2004. Bacterial contaminants of fuel ethanol production. J. Ind. Microbial. Biotechnol. 31, 401-408.
• Skinner-Nemec K.A., Nichols N.N., Leathers D., 2007. Biofilm formation by bacterial contaminants of fuel ethanol production. Biotechnol. Lett. 29, 379-383.
• Stroppa C.T., Andrietta M.G.S., Andrietta S.R., Steckelberg C., Serra G.E., 2000. Use of penicillin and monensin to control bacterial contamination of Brazilian alcohol fermentation. Int. Sugar J. 102, 78-82.