Bài viết được đăng trên Microbial Cell Factories: Key role of K⁺và ca²⁺in high-yield ethanol production by S. Cerevisiae from concentrated sugarcane molasses。 Nghiên cứu này sử dụng plasma nhiệt độ phòng áp suất bình thường để gây đột biến, sàng lọc các chủng Saccharomyces cerevisiae có đặc tính mạnh mẽ tương ứng với các yếu tố căng thẳng khác nhau (áp suất thẩm thấu cao, rượu cao, nhiệt độ cao, ion muối cao và mật mía nồng độ cao). Trong đó, sản lượng tổng hợp ethanol của nấm men cerevisian được chọn có đặc tính mạnh mẽ đối với mật mía mía cao đạt mức độ đột biến vật lý cao hiện nay (111,65 g/L, tỷ lệ chuyển đổi ethanol đường đạt 95,53%). Cuối cùng, kết hợp với hình thái tế bào của nấm men, khả năng lên men, cũng như phân tích mô học, cho thấy các yếu tố hạn chế chính làm hạn chế sự bất lực của nấm men cerevisiae trong việc đạt được nồng độ cao của mật mía, nồng độ cao của quá trình lên men ethanol là K⁺và ca²⁺Ảnh hưởng của sự tồn tại đồng thời

Có rất nhiều nguyên liệu tổng hợp cho ethanol sinh học, nghiên cứu và phát triển từ quan điểm bảo vệ môi trường, kinh tế và giàu có là trọng tâm. Nước ta là một quốc gia có dân số lớn và lượng đường tiêu thụ hàng năm do bổ sung thực phẩm, ứng dụng công nghiệp, v.v. đứng đầu thế giới. mía là một trong những nguyên liệu chính để tinh chế đường, tạo ra mật đường cùng với việc chiết xuất đường, và dữ liệu nghiên cứu ban đầu cho thấy sản xuất 3 tấn đường có thể tạo ra khoảng 1 tấn mật đường cùng một lúc. Mật mía là một hỗn hợp có thành phần phức tạp, thải trực tiếp hoặc dùng để bón phân ngoài đồng là lãng phí và gây ô nhiễm môi trường, hơn nữa còn là sử dụng không đầy đủ tài nguyên. Tuy nhiên, việc sử dụng mật đường (phi thực phẩm) tài nguyên sinh học để tổng hợp ethanol của men bia rượu, có thể liên tục đáp ứng nhu cầu sử dụng ethanol của mọi người, đồng thời thúc đẩy phát triển năng lượng carbon thấp xanh của quốc gia. Quá trình lên men ethanol sử dụng mật đường đã khá trưởng thành, nhưng việc sử dụng mật đường nồng độ cao để sản xuất hiệu quả ethanol nồng độ cao là một thách thức, nguyên nhân là do ảnh hưởng của các yếu tố cưỡng chế khác nhau. Nhưng từ góc độ nghiên cứu khoa học trình bày chính xác loại nào mới là nhân tố ảnh hưởng then chốt mang tính hạn chế, lúc đầu còn chưa có nghiên cứu đưa tin.

Các nhà nghiên cứu sử dụng ARTP (plasma nhiệt độ phòng) để gây đột biến, tiến hóa thích nghi và thông lượng cao dựa trên triphenyl-2H-tetrazol amoni clorua (TTC) và tiền chất pyruvate (hoặc ion gốc pyruvate) với Fe³⁺Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (³⁺) Thu được mật mía đường nồng độ cao (tổng nồng độ đường đạt 300 g/L), cũng như nhiệt độ cao (37 ° C), rượu cao (10%), áp suất thẩm thấu cao (400 g/L tổng lượng đường có thể lên men) và nồng độ K cao theo mô hình bổ sung sucrose, tương ứng⁺(15 g / L), Ca²⁺(8 g / L), K⁺& Ca²⁺(15 g/L&8 g/L) Bảy chủng Saccharomyces cerevisiae mạnh mẽ trong môi trường lên men (Hình 1, Bảng 1). Thông qua so sánh hình thái tế bào của các chủng mạnh mẽ tương ứng trong môi trường mật mía mía nồng độ cao (Hình 2), năng suất tổng hợp ethanol cũng như số lượng tế bào (Hình 3, Hình 4), nghiên cứu phân tích gen so sánh chủng mạnh mẽ GO, KEGG, K⁺và ca²⁺Đồng thời tồn tại mới là nhân tố chính hạn chế sự lên men ethanol mật mía nồng độ cao của men ủ rượu.

Bảng 1 Khoảng cách năng suất so với J108 hoang dã trong cùng điều kiện lên men

Hình 2 Hình thái tế bào của các chủng khác nhau lên men ở 250 g/L mật mía

Hình 4. Sử dụng 250 g/L mật mía lên men trong hệ thống lên men 5L, sản lượng ethanol của chủng NGTM-F1 đạt 111,65 g/L