بهینه‌‌سازی اثر یو‌‌ن‌‌های فلزی روی، مس و منگنز بر فعالیت آنزیم‌‌های لیگنیناز برای پیش‌‌فراوری ساقه برنج در تبدیل به اتانول زیستی

Abstract

تبدیل زیست‌‌توده لیگنوسلولزی (مانند ضایعات کشاورزی) به سوخت‌‌های زیستی مانند اتانول، گزینه‌‌ای مناسب و اقتصادی برای بهبود امنیت انرژی است. اجزا اصلی سازنده لیگنوسلولز، شامل سلولز، همی‌‌سلولز و لیگنین است. وجود لیگنین، از هیدرولیز سلولز و تبدیل آن به قند و در نهایت، سوخت زیستی جلوگیری می‌‌کند. برای از بین بردن این مشکل، روش‌‌های مختلف شیمیایی، فیزیکی، فیزیکی- شیمیایی و زیستی پیشنهاد شده است. به‌دلیل وجود شرایط ملایم عملیاتی، جلوگیری از ایجاد ترکیبات سمی و پسماندهای خطرناک و نداشتن آثار مخرب جانبی، روش زیستی اهمیت ویژه‌‌ای دارد. مشکل اصلی روش‌‌های زیستی، بازدهی کمتر آن‌‌ها نسبت به سایر روش‌‌ها است. برای رفع این مشکل، در این پژوهش، تجزیه آنزیمی لیگنین موجود در ساقه برنج با آنزیم‌‌های پراکسیداز تولیدشده (منگنز پراکسیداز، لیگنین ‌‌پراکسیداز) از یک سویه قارچ پوسیدگی سفید،بررسی شد. برای اندازه‌‌گیری غلظت لیگنین و تعیین فعالیت‌‌ آنزیم‌‌های تولید شده به‌وسیله‌‌ی قارچ، به ترتیب از روش اندازه‌‌گیری جذب نوری لیگنین محلول در استیل بروماید و روش جذب نوری با معرف‌‌های اختصاصی استفاده شد. نتایج نشان داد که تیمار آنزیمی می‌‌تواند حداقل 30 درصد لیگنین موجود در زیست‌‌توده‌‌ی لیگنوسلولزی را حذف کند. ترکیب شیمیایی محیط کشت از نظر غلظت یون‌‌های فلزی مؤثر در تولید آنزیم‌‌های پراکسیداز مانند منگنز، مس و روی به روش رویه سطح پاسخ باکس بنکن بهینه شد. فعالیت آنزیمی در شرایط بهینه برای آنزیم‌‌های منگنز پراکسیداز و لیگنین ‌‌پراکسیداز نسبت به نمونه شاهد، چهار برابر افزایش یافت.