Dekoloryzacja wywaru gorzelniczego z wykorzystaniem szczepu bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus casei 08481

• Autorzy: Krzywonos M. , Kopacz M. , Wilk M.

Warianty tytułu

EN

Decolorization of molasses vinasse with using a strain of lactic acid bacteria Lactobacillus casei 08481

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wywar melasowy buraczany jest to produkt odpadowy otrzymywany w gorzelniach podczas produkcji etanolu z melasy buraczanej. Ze względu na wysoką wartość ChZT oraz związków barwnych (melanoidyn, karmeli oraz produktów alkalicznego rozkładu inwertu) jest on wysoce niebezpieczny dla środowiska. Celem badań było określenie wpływu stężenia wywaru, dodatku ekstraktu drożdżowego, KH2PO4, (NH4)2SO4 oraz glukozy na stopień dekoloryzacji wywaru melasowego buraczanego przy udziale bakterii Lactobacillus casei 0848 z wykorzystaniem dwuwartościowego planu frakcyjnego. Hodowle bakterii prowadzono na wytrząsarce rotacyjnej przy 120 obrotach·min-1 w temp. 37°C przez 96 godzin, w kolbach stożkowych o poj. 250 cm3 zawierających 100 cm3 podłoża hodowlanego o składzie wynikającym z planu eksperymentu (wartości minimalne i maksymalne): stężenie wywaru (25 i 100%), ekstrakt drożdżowy (0,5 i 5 g· dm-3), KH2PO4 (0 i 2 g· dm-3), (NH4)2SO4 (0 i 2 g·dm-3) oraz glukoza (5 i 50 g· dm-3). Eksperymenty wykonano w dwóch powtórzeniach dla każdego z wariantów doświadczenia. Stopień dekoloryzacji wywaru oznaczano spektrofotometrycznie (475 nm). Odnotowano dobre dopasowanie przyjętego planu eksperymentu (R2 = 0,9891). Stwierdzono istotnie statystyczny wpływ (p ≤ 0,05) minimalnego i maksymalnego stężenia wywaru, glukozy i (NH4)2SO4 na proces dekoloryzacji. Najwyższy uzyskany stopień dekoloryzacji wywaru wynosił 24,78%.

EN

Vinasse, wastewater from distilleries, it’s quite danger for environment, because of the high value of COD and the colorants such as: melanoidins, caramels and the invert degradation products of alkaline hydrolysis. The aim of this study was to determine of the impact of the concentration of vinasse, addition of yeast extract, KH2PO4, (NH4)2SO4 and glucose on the decolorization of sugar beet vinasse with using of lactic acid bacteria strain Lactobacillus casei 0848. For this study was used the two-level factorial design of experiment (2k-p). Experiments were carried out in duplicate for 4 days in 250 cm3 Erlenmeyer flasks at 37°C and 120 rpm. Samples were collected every 12 h. Composition of the medium was formulated according to matrix of the experiment, and the minimum or maximum values of the concentration of vinasse, KH2PO4, (NH4)2SO4 and glucose were added. The medium was inoculated 1 cm3 inoculum. Effectiveness of decolorization was assayed spectrophotometrically (475 nm). It was obtained a good match of adopted design of the experiment (R2 = 0.9891). Statistically, the most significant for decolorization process was concentration of vinasse, glucose and (NH4)2SO4. The highest decolorization amounted to 24.78%.

Słowa kluczowe

PL

wywar gorzelniany; dekoloryzacja; bakterie kwasu mlekowego; szczepy bakteryjne; Lactobacillus casei

EN

distillery decoction; decolourization; lactic acid bacteria; bacterial strain; Lactobacillus casei

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Biotechnologia
• Rocznik: 2014
• Tom: 13
• Numer: 3
• Opis fizyczny: s.23-34,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Krzywonos M.

• Katedra Inżynierii Bioprocesowej, Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu, ul.Komandorska 118/120, 53-345 Wrocław

autor

Kopacz M.

• Katedra Inżynierii Bioprocesowej, Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu, ul.Komandorska 118/120, 53-345 Wrocław

autor

Wilk M.

• Katedra Inżynierii Bioprocesowej, Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu, ul.Komandorska 118/120, 53-345 Wrocław

Bibliografia

• Anon., 2000. Handbook of Photometrical Operation Analysis. Dr. Lange BDB 079 (Februar 2000) (In German).
• Bharagava R.N., Chandra R., Rai V., 2009. Isolation and characterization of aerobic bacteria capable of the degradation of synthetic and natural melanoidins from distillery effluent. World J. Microbiol. Biotechnol., 25 (5), 737-744.
• Boopathy M., Senthilkumar S., 2014. Media optimization for the decolorization of distillery spent wash by biological treatment using Pseudomonas fluorescence. Int. J. Innov. Eng. Technol., 4 (1), 8-15.
• Jain N., Verma C.L., 2002. Degradation of predigested distillery effluent by isolated bacterial strains. Indian J. Exp. Biol., 40 (1), 101-105.
• Kahraman S., Ye^ilada O., 2003. Decolorization and bioremediation of molasses wastewater by white-rot fungi in a semi-solid-state condition. Folia Microbiol., 48 (4), 525-528.
• Kaushik G., Thakur I.S., 2009. Isolation and characterization of distillery spent wash color reducing bacteria and process optimization by Taguchi approach. Int. Biodeter. Biodegr., 63 (4), 420-426.
• Khalili Z., Bonakdarpour B., 2010. Statistical optimization of anaerobic biological processes for dye treatment. Clean-Soil, Air, Water, 38 (10), 942-950.
• Krzywonos M., Seruga P., 2012. Decolorization of sugar beet molasses vinasse, a high-strength distillery wastewater, by lactic acid bacteria. Pol. J. Environ. Stud., 21 (4), 943-948.
• Kumar V., Wati L., Fitzgibbon F., Nigam P., Banat I.M., Singh D., Marchant R., 1997. Bioremediation and decolorization of anaerobically digested distillery spent wash. Biotechnol. Lett., 19 (4), 311-313.
• Limkhuansuwan V., Chaiprasert P., 2010. Decolorization of molasses melanoidins and palm oil mill effluent phenolic compounds by fermentative lactic acid bacteria. J. Environ. Sci., 22 (8), 1209-1217.
• Miyata N., Mori T., Iwahori K., Fujita M., 2000. Microbial decolorization of melanoidin-containing wastewaters: combined use of activated sludge and the fungus Coriolus hirsutus. J. Biosci. Bioeng., 89 (2), 145-150.
• Mohana S., Desai C., Madamwar D., 2007. Biodegradation and decolonization of anaerobically treated distillery spent wash by a novel bacterial consortium. Bioresour. Technol., 98 (2), 333-339.
• Naik N.M., Jagadeesh K.S., Alagawadi A.R., 2008. Microbial decolorization of spentwash: a review. Indian J. Microbiol., 48 (1), 41-48.
• Ohmomo S., Daengsubha W., Yoshkawa H., Yui M., Nozaki K., Nakajima T., 1988. Screening of anaerobic bacteria with the ability to decolorize molasses melanoidin. Agric. Biol. Chem., 52 (10), 2429-2435.
• Ojijo V.O., Onyango M.S., Ochieng A., Otieno F.A.O., 2010. Decolonization of melanoidin conta­ining wastewater using South African coal fly ash. Int. J. Civ. Environ. Eng., 2 (1), 17-23.
• Paje M., Alfafara C., Migo V., 2001. Microbiological and chemical methods for decolorization of molasses-derived alcohol distillery effluent, w: Environmental Monitoring and Biodiagnostics of Hazardous Contaminants. Springer.
• Pietraszek J., 2004. Planowanie doświadczeń - możliwość czy konieczność, StatSoft Polska Kraków.
• Sapronov A.R., 1963. Kolichectvennoe opredelenie krasyashchikh veshchestv v produktakh sahar- nogo proizvodstva (Quantitative determination of colourants in the sugar industry products) (in Russian). Sacharnaja Prom. SSSR, 37, 32-35.
• Satyawali Y., Balakrishnan M., 2008. Wastewater treatment in molasses-based alcohol distilleries for COD and color removal: a review. J Environ. Manage., 86 (3), 481-97.
• Seesuriyachan P., Takenaka S., Kuntiya A., Klayraung S., Murakami S., Aoki K., 2007. Metabolism of azo dyes by Lactobacillus casei TISTR 1500 and effects of various factors on decolorization. Water Res., 41 (5), 985-992.
• Shibu A.R., Kumar V., Wati L., Chaudhary K., Singh D., Nigam P., 1999. A bioprocess for the remediation of anaerobically digested molasses spentwash from biogas plant and simultaneous production of lactic acid. Bioprocess. Eng., 20 (4), 337-341.
• Sirianuntapiboon S., Phothilangka P., Ohmomo S., 2004. Decolorization of molasses wastewater by a strain No.BP103 of acetogenic bacteria. Bioresour. Technol., 92 (1), 31-39.
• Tantiwa N., Seesuriyachan P., Kuntiya A., 2013. Strategies to decolorize high concentrations of methyl orange using growing cells of Lactobacillus casei TISTR 1500. Biosci. Biotechnol. Biochem., 77 (10), 2030-2037.
• Tiwari S., Gaur R., Singh R., 2012. Decolorization of a recalcitrant organic compound (Melanoidin) by a novel thermotolerant yeast, Candida tropicalis RG-9. BMC Biotechnology, 12 (1), 1-8.
• Tondee T., Sirianuntapiboon S., 2008. Decolorization of molasses wastewater by Lactobacillus plantarum No. PV71-1861. Bioresour. Technol., 99 (14), 6258-65.