జర్నల్ ఆఫ్ మైక్రోబియల్ & బయోకెమికల్ టెక్నాలజీ

నైరూప్య

బ్రోమినేటెడ్ ఆర్గానిక్ బయోసైడ్‌లు బయోఇథనాల్ కిణ్వ ప్రక్రియ మాత్రికలలో లాక్టిక్ యాసిడ్-ఉత్పత్తి చేసే బాక్టీరియాను నియంత్రిస్తాయి

క్రిస్టోఫర్ L. Wiatr1*, జూలీ Bazzell2, Rita deCassia Bortolo Porto3

మొక్కల ఆధారిత బయోమాస్‌ను పులియబెట్టడం ద్వారా ప్రతిరోజూ మిలియన్ బారెల్స్ బయోఇథనాల్ తయారు చేయబడుతుంది. బయోఇథనాల్ తయారీ అసెప్టిక్ కానందున, యాంటిమైక్రోబయల్ ఏజెంట్ల జోడింపు లాక్టిక్ యాసిడ్ బాక్టీరియా (LAB) నుండి ఇథనాల్ భిన్నాన్ని రక్షించడానికి చాలా ముఖ్యమైనది, ఇది ప్రక్రియ యొక్క యాసిడ్ వాతావరణంలో వృద్ధి చెందుతుంది, వ్యవస్థను కలుషితం చేస్తుంది మరియు ఇథనాల్‌ను విక్రయించలేని సేంద్రీయ ఆమ్లాలుగా మార్చవచ్చు. యాంటీబయాటిక్స్ సాధారణంగా వర్తించబడతాయి. దురదృష్టవశాత్తూ, యాంటీబయాటిక్స్ రసాయనికంగా స్థిరంగా ఉంటాయి మరియు ప్రక్రియ సమయంలో తీసుకువెళతాయి మరియు డ్రైడ్ డిస్టిల్లర్ గ్రెయిన్స్ విత్ సోలబుల్స్ (DDGS) అని పిలువబడే ఘనపదార్థాలను కలుషితం చేస్తాయి, వీటిని స్వేదనం తర్వాత సేకరించి పశువులు, పందులు మరియు పౌల్ట్రీలకు పశుగ్రాసంగా విక్రయిస్తారు. ఈ పరిశోధన ప్రత్యామ్నాయ యాంటీమైక్రోబయల్ పద్ధతుల ప్రభావాన్ని అంచనా వేసింది. త్వరిత-చంపే బ్రోమినేటెడ్ బయోసైడ్లు, 2,2-డిబ్రోమో-3-నైట్రిలో-ప్రొపియన్అమైడ్ (DBNPA) మరియు 2-బ్రోమో-2-నైట్రిలో-ప్రొపేన్-1,3-డియోల్ (BNPD) ఆచరణీయమైన యాసిడ్-ఉత్పత్తిని నియంత్రించడానికి యాంటీమైక్రోబయల్ ఏజెంట్లుగా పరిశోధించబడ్డాయి. బ్యాక్టీరియా లాక్టోబాసిల్లస్ ప్లాంటరం మరియు ఎసిటోబాక్టర్ సాధారణంగా బయోఇథనాల్ కిణ్వ ప్రక్రియను ప్రభావితం చేసే సెరెవిసియా . ఈస్ట్‌ని ఉపయోగించి మొక్కజొన్న నుండి ఇథనాల్‌కి పులియబెట్టే పైలట్ ప్లాంట్ అధ్యయనంలో, DBNPA ఈ బ్యాక్టీరియాకు వ్యతిరేకంగా 25 mg/L నుండి 200 mg/L వరకు స్టెప్‌వైస్ డోస్-రెస్పాన్స్‌లో ప్రభావవంతంగా ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది, సరైన మోతాదు 200 mg/Lకి చేరుకుంటుంది. అయినప్పటికీ, BNPD 25 mg/L వద్ద ప్రభావవంతంగా లేదు, కానీ ఇది 100 mg/L మరియు 200 mg/L వద్ద ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది. కార్న్-టు-ఇథనాల్ పారిశ్రామిక కర్మాగారంలో సేంద్రీయ బ్రోమిసైడ్‌లు క్షేత్రస్థాయి ట్రయల్స్‌కు ముందుకు వచ్చాయి. DBNPA 100 mg/L మోతాదులో 3 లాగ్ ₁₀ LABని మరియు దాదాపు 3 లాగ్ ₁₀ మొత్తం హెటెరోట్రోఫిక్ బ్యాక్టీరియాను చంపింది, అయితే BNPDలో LAB కోసం 2 లాగ్ ₁₀ మరియు అదే మోతాదులో మొత్తం హెటెరోట్రోఫిక్ బాక్టీరియాను చేరుకున్నాయి. ఒక చెరకు చక్కెర కర్మాగారంలో, 100 mg/L వద్ద ఉన్న ఆర్గానిక్ బ్రోమిసైడ్‌లు DBNPAతో BNPDని అధిగమించి చెరకు సిరప్‌లో ప్రభావవంతంగా ఉంటాయి; అయినప్పటికీ, రెండు బయోసైడ్‌ల తక్కువ మోతాదులు లేవు. ట్రయల్స్ సమయంలో, సాధారణ అప్లికేషన్ డోసేజ్‌లలో ఉపయోగించే యాంటీబయాటిక్స్ తులనాత్మకంగా అసంతృప్త ప్రభావాలకు దారితీశాయి, LAB లేదా మొత్తం బాక్టీరియా జనాభా తగ్గడం ఒక లాగ్ ₁₀ ( vs. నియంత్రణలు). అంతేకాకుండా, 62 గంటలు పెరుగుతున్న LAB ద్వారా సోకిన మొక్కజొన్న మాష్‌ల యొక్క జీవరసాయన పరీక్షల సమయంలో, ≥ 100 mg/L వద్ద DBNPA మోతాదులు చివరి లాక్టిక్ యాసిడ్ స్థాయిని 14 రెట్లు గణనీయంగా తగ్గించాయి మరియు ఇది ఇథనాల్ దిగుబడిపై బ్యాక్టీరియా సంక్రమణ ప్రభావాన్ని పూర్తిగా తొలగించింది. ఇథనాల్ ఉత్పత్తి రేటుపై DBNPA ఎటువంటి ప్రతికూల ప్రభావాలను చూపలేదు, ఇథనాల్ దిగుబడి 2% పెరిగింది. బయోఇథనాల్ దిగుబడిలో కేవలం 0.5% అదనంగా 50 MGY ప్లాంట్‌లో సుమారు $4 మిలియన్ల అదనపు అవుట్‌పుట్ విలువను కలిగి ఉంటుంది. ఇంకా, DBNPA గతంలో కిణ్వ ప్రక్రియ సహ-ఉత్పత్తులలో క్షీణించి, DDGSకి చేరుకోలేదని విశ్లేషణాత్మకంగా కనుగొనబడినందున, ఈ మైక్రోబిసైడ్ ప్రభావవంతమైన ఆర్గానిక్ బ్రోమిసైడ్ ఇంధన-ఇథనాల్ ఉత్పత్తిలో బ్యాక్టీరియా సంక్రమణలను నియంత్రించడానికి యాంటీబయాటిక్‌లకు విజయవంతమైన ప్రత్యామ్నాయాన్ని అందించవచ్చు మరియు తద్వారా ఆహారం నుండి యాంటీబయాటిక్‌లను తొలగించడంలో సహాయపడుతుంది. గొలుసు, యాంటీబయాటిక్ నిరోధక అభివృద్ధిని తొలగిస్తుంది.