Modelling of Ethanol Production from Red Beet Juice by Saccharomyces cerevisiae under Thermal and Acid Stress Conditions

Abstract

Utjecaj pH-vrijednosti i temperature na proizvodnju etanola iz soka cikle ispitan je s pomoću sojeva kvasca Saccharomyces cerevisiae ITD00196 i S. cerevisiae ATCC 9763. Logističkom je jednadžbom kvantitativno opisan rast mikroorganizama, dok je Pirtovom jednadžbom opisana potrošnja supstrata, a Luedeking-Piretovom proizvodnja etanola. S pomoću oba soja S. cerevisiae postignuti su visoki prinosi i ostvarena je dobra volumetrijska produktivnost etanola u uvjetima toplinskog stresa u kiseloj sredini. Jednadžbe kojima je modelirana kinetika fermentacije u skladu su s eksperimentalnim podacima, što potvrđuje da je proizvodnja etanola u tim uvjetima ovisila o rastu kvasca. Soj je kvasca S. cerevisiae ITD00196 imao bolja fermentativna svojstva, pa se njegova uporaba može smatrati prikladnijom za razvoj bioprocesa za proizvodnju etanola.In this work the effects of pH and temperature on ethanol production from red beet juice by the strains Saccharomyces cerevisiae ITD00196 and S. cerevisiae ATCC 9763 are studied. Logistic, Pirt, and Luedeking-Piret equations were used to describe quantitatively the microbial growth, substrate consumption, and ethanol production, respectively. The two S. cerevisiae strains used in this study were able to produce ethanol with high yield and volumetric productivity under acid and thermal stress conditions. The equations used to model the fermentation kinetics fit very well with the experimental data, thus establishing that ethanol production was growth associated under the evaluated conditions. The yeast S. cerevisiae ITD00196 had the best fermentative capacity and could be considered as an interesting option to develop bioprocesses for ethanol production