تعتبر قوالح الذرة من المخلفات الزراعية التى يمكن استخدامها فى انتاج كثير من المركبات الهامة فيمكن استخدامها فى انتاج سوائل الطاقه والزيليتول والفورفورال وهذه المركبات لها اهميه اقتصادية. قوالح الذرة غنية بالكربوهيدرات المتمثلة فى السليلوز والهيمسليلوز حيث تترواح نسبه السليلوز من 33.7 – 41.2% والهيمسليلوز 31.9- 36.6 % وتترواح نسبه اللجنين فى قوالح الذرة من 6.1- 15.9 % . يمكن تكسير الهيميسليلوز والسليلوز عن طريق المعاملة بالاحماض الامر الذى يؤدى الى انتاج كميات كبيرة من السكريات المختزلة والذى يكون اغلبه الزيلوز والذى يمكن استخدامة كمادة اولية فى بيئة التخمر بواسطة بعض الخمائر لانتاج الزيليتول.
لذلك تهدف هذه الدراسة الى :-
<!--دراسة التركيب الكيميائى لقوالح الذرة
<!--التحليل المائى لقوالح الذرة باستخدام حامض الهيدروكلوريك بتركيزات مختلفه ولفترات زمنية مختلفة وانتاج السكريات المختزلة
<!--اختبار نمو بعض الخمائر على نواتج التحليل المائى لقوالح الذرة واختيار افضلهم انتاجا للزيليتول
<!--دراسة العوامل الفسيولوجية المثلى المختلفة لتحسين انتاج الزيليتول.
ويمكن تلخيص النتايج المتحصل عليها كما يلى:
<!--التركيب الكيميائى لقوالح الذرة كان 7.7% رطوبه و 7.5 % رماد و64.3% الياف خام و15.2% لجنين و1.16 % بكتين و34.8 % هيميسليلوز و31.1% سليلوز الملاحظ ان كمية السليلوز والهيميسليلوزاكثر من 65% .
<!--فى تجربة التحليل المائى لقوالح الذرة استخدمت خمس تركيزات من حامض الهيدروكلوريك وهى 0.25 ، 0.50، 0.75، 1، 1.25 عيارى وعلى فترات زمنية مختلفة ساعة وساعتين وثلاث ساعات وقد تم تقدير النسبة المئوية لكلا من السكريات المختزلة وكذلك الفورفورال فى ناتج التحليل المائى بعد كل معاملة. واشارت النتائج المتحصل عليها ان الحد الامثل لانتاج السكريات المختزل (17.46 %) كان عند تركيز 0.75 عيارى على درجة حرارة 100 درجة مئوية لمده ساعتين بينما عند تركيز 1.25 عيارى يقل انتاج السكريات المختزلة ونلاحظ ايضا زيادة نسبة مركب الفورفورال بزيادة تركيز الحامض وكذلك وقت التحليل المائى فنلاحظ ان اعلى نسبة لمركب الفورفورال (0.061%) كانت عند 3 ساعات وتركيز حامض 1.25 عيارى.
<!--تم معاملة قوالح الذرة بالامونيا 10% على درجة حراره 26 درجة مئوية لمدة 24 ساعة ثم عمل تحليل مائى لها باستخدام تركيز 0.75 عيارى وعلى فترات زمنية مختلفة ساعة وساعتين وثلاثة وذلك لمعرفة تأثير المعاملة بالامونيا على انتاج السكريات المختزلة . أشارت النتائج المتحصل عليها ان كمية السكريات المختزلة زادت بعد المعاملة بالامونيا من 17.46% قبل المعاملة الى 27.63% بعد المعاملة.
<!--تم دراسة تأثير نسبة قوالح الذرة (صلب) الى حجم حامض الهيدروكلوريك (سائل) على انتاج السكريات المختزلة فاستخدمت نسب (2:1 ، 3:1 ، 4:1 ، 5:1) فكانت الانتاجية العالية من السكريات المختزلة (28.65%) عند نسبة 5:1 (قوالح ذرة بالجرام: حجم حمض الهيدروكلوريك بالمليلتر) بينما عند نسبة 2:1 انخفض انتاج السكريات المختزلة الى 21.71% .
<!--تم اجراء تجربة لمعرفة افضل خميرة من ضمن اربع خمائر مستخدمة وذلك باستخدام بيئة تخمر تحتوى على الزيلوز النقى والخمائر المستخدمة (كانديدا تروبيكاليس ، كانديدا ماجنوليا، بيشيا ستيبتيس ، سكاروميسيس سرفيسيا ) . اشارت النتائج المتحصل عليها ان كانديدا تروبيكاليس وسكاروميسيس سرفيسيا كانتا الافضل انتاجا للزيليتول 3.04 و 2.6 جرام/ لتر على التوالى. ايضا كانت انتاجية الزيليتول باستخدام كانديدا تروبيكاليس (0.34 جرام / جرام زيلوز) بينما سكاروميسيس سرفيسيا كانت (0.29 جرام / جرام زيلوز). اشارت النتائج ان كانديدا ماجنوليا افضل انتاجا للزيليتول من بيشيا ستيبتيس فكان انتاج الزيليتول 1.78 و 0.91 جرام/ لتر على التوالى.
<!--تم اجراء تجربة لاختيار افضل خميرة من الخمائر المستخدمة السابقة وذلك باستخدام ناتج التحليل المائى لقوالح الذرة فى بيئة التخمر فأشارت النتائج ان كانديدا تروبيكاليس وسكاروميسيس سرفيسيا كانتا افضل انتاجا للزيليتول حيث كانت النتائج 2.26 و 1.98 جرام/لتر على التوالى. وبناءا على النتائج تم اختيار كانديدا تروبيكاليس لتنفيذ مزيدا من التجارب.
<!--تم دراسة تأثير حجم اللقاح على انتاج الزيليتول بواسطة كانديدا تروبيكاليس تم استخدام خمس احجام للقاح (1.5 ، 2 ، 2.5 ، 3 ، 3.5 % (حجم/حجم). كان حجم اللقاح 2.5% (حجم/حجم) الافضل لانتاج الزيليتول (2.46 جرام/لتر) وكانت انتاجية الخلايا 3.2 جرام/لتر.
<!--فى تجربة تأثير التهوية على انتاج الزيليتول بواسطة كانديدا تروبيكاليس اشارت النتائج ان الانتاج الاعلى للزيليتول (2.81 جرام/لتر) كان عند 100: 250 (حجم بيئة التخمر: حجم الدورق)
<!--تم دراسة تأثير درجات pH مختلفه (3 ، 4 ، 5 ،6 ،7) على انتاج الزيليتول بواسطة كانديدا تروبيكاليس فكان الانتاج الامثل للزيليتول 4.04 جرام/لتر عند 6 =pH وكانت كمية الزيليتول منخفضه عند pH=3.
10- استخدمت اربع درجات حرارة مختلفة (25 ، 30 ، 35 ، 40) لدراسة تأثيرها على انتاج الزيليتول بواسطة كانديدا تروبيكاليس فكانت الحرارة المثلى لانتاجية تترواح مابين 30 و 35 درجة مئوية بينما انخفضت الانتاجية عند درجتى الحرارة 25 و40 درجة مئوية.
11- تمت دراسة تأثير اربع مصادر للنيتروجين العضوى ( مستخلص الخميرة – البيبتون - مستخلص اللحم - الكازين) فكان مستخلص الخميرة الافضل لانتاج الزيليتول بواسطة كانديدا تروبيكاليس حيث كانت الانتاجيه 4.09 جرام/لتر بينما ادى استخدام الكازين الى انتاج منخفض من الزيليتول 2.80 جرام/لتر.
12- فى دراسة تأثير اربع مصادر للنيتروجين غير العضوى ( كبريتات الامونيوم - نترات البوتاسيوم - كلوريد الامونيوم - نترات الامونيوم) على انتاج الزيليتول بواسطة كانديدا تروبيكاليس كانت كبريتات الامونيوم هى الافضل لانتاج الزيليتول فكانت 4.65 جرام/لتر وكانت انتاجيه الزيليتول 0.51 جرام/ جرام زيلوز.
13- فى تجربة تأثير تركيزات مختلفة من الزيلوز (10 ، 20 ، 30 ، 40 ، 50 جرام /لتر) على انتاج الزيليتول بواسطة كانديدا تروبيكاليس اظهرت النتائج أن بزيادة الزيلوز يزيد انتاج الزيليتول وكانت انتاجية الزيليتول 0.52 جرام/جرام زيلوز عند 10 جرام زيلوز/لتر.
14- تم استخدام تركيزات مختلفة من مستخلص الخميرة ( 3 ، 5 ، 7 ، 9 جرام /لتر ) لدراسة تأثيرها على انتاج الزيليتول بواسطة كانديدا تروبيكاليس فكانت الانتاجية العالية للزيليتول عند وجود 5 جرام / لتر وكان انتاج الزيليتول 0.65 جرام/جرام زيلوز.
15- تم استخدام تركيزات مختلفة من كبريتات الامونيوم (3 ، 5 ، 7 ، 9 جرام/لتر ) لدراسة تأثيرها على انتاج الزيليتول بواسطة كانديدا تروبيكاليس فكان انتاج الزيليتول اقصى مايكون عند 5 جرام/ لتر وكان انتاج الزيليتول 0.64 جرام/جرام زيلوز.
16- الحصول على الزيليتول فى صورة بلورات وذلك بخلط محلول التخمر مع الفحم النشط ثم امرار المحلول على اثنين من اعمدة التبادل الايونى وذلك لتنقية المحلول ولإزالة المركبات الملونة ثم عمل تركيز للمحلول بالتبخير حتى التشبع ثم خلط الناتج مع الايثانول وحفظه على درجة -4 درجة مئوية حتى تكوين البلورات ثم فصل البلورات عن طريق الطرد المركزى ثم الفلترة.
لجنة الأشراف:
أ.د/ زكريا عبد الرزاق نوفل
أستاذ الكيمياء الحيوية – قسم الكيمياء الحيوية الزراعية - كلية الزراعة بالقاهرة - جامعة الأزهر
د/محمد مبروك الدناصورى
أستاذ مساعد الكيمياء الحيوية- قسم الكيمياء الحيوية الزراعية - كلية الزراعة بالقاهرة - جامعة الأزهر
د/ محسن محمد سليم عسكر
أستاذ مساعد التكنولوجيا الحيوية الميكروبية - قسم التكنولوجيا الحيوية الميكروبية – المركز القومى للبحوث
د/ غادة صابر ابراهيم
باحث بقسم التكنولوجيا الحيوية الميكروبية – المركز القومى للبحوث
