تطویر مفاعل حیوی لإثراء بروتین المخلفات الزراعیة

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 قسم هندسة الآلات والقوى الزراعیة، کلیة الهندسة الزراعیة، جامعة الأزهر، القاهرة، جموریة مصر العربیة.

2 رئیس بحوث بمعهد بحوث الهندسة الزراعیة - مرکز البحوث الزراعیة بالدقی - الجیزة - مصر.

3 باحث مساعد بمعهد بحوث الهندسة الزراعیة - مرکز البحوث الزراعیة بالدقی - الجیزة - مصر.

المستخلص

تهدف هذه الدراسة إلى تعظیم استخدام المخلفات الزراعیة وذلک بتصنیع وتطویر مخمر حیوی واستخدامه فی إنتاج أعلاف غیر تقلیدیة للحیوانات من المخلفات الزراعیة وخاصة قش الأرز عن طریق المعاملة البیولوجیة الهوائیة للمخلفات الزراعیة باستخدام بعض الکائنات الحیة الدقیقة ( الفطریات المحللة للسیلیلوز ) تحت الظروف الهوائیة لإحداث تغیرات طبیعیة وکیمیائیة فی مکونات المخلفات الزراعیة بهدف تحسین استساغتها وقیمتها الغذائیة. فی هذه الدراسة تم دراسة تأثیر ثلاث مستویات لدرجة الحرارة T1 (25°C)  ، T2 (35°C)و T3 (45°C)وثلاث مستویات للرطوبة M1 (25%)  ،M2 (‹50%)  وM3 (65%) وفترات تخمر لمدة 5 أیام وتم دراسة تأثیر هذه العوامل على کل من نسبة البروتین الخام ونسبة الألیاف الخام فى عینات قش الأرز المعالج بالفطر ومقارنتة   بنسبة البروتین الخام ونسبة الألیاف الخام فى عینات قش الأرز الغیر المعالج، مع ثبوت کل من حجم العینة (ا کجم) وفترة التقلیب اثناء فترة التشغیل بمعدل 15 دقیقة کل 24 ساعة عند أخذ العینة بمعدل 50 لفة /دقیقة وکان مرور الهواء طبیعیا بدون دفع هواء من خلال انبوبتین بها ثقوب وقد تم تقییم أداء المفاعل باستخدام معیارین هما البروتین الخام والألیاف الخام بالعینة خلال فترة التخمیر وهى 5 أیام. ویمکن تلخیص النتائج المتحصل علیها فیما یلى: کانت قیمة کل من البروتین الخام والألیاف الخام فى معاملة الکنترول 2,9% و 40,30% على الترتیب. وکانت أعلى قیمة لمحتوى البروتین الخام هی 88و5 % للمعاملة T2M3 بعد 4 و5 أیام من التخمیر بنسبة زیادة تمثل 103 % عن معاملة الکنترول ، بینما کانت أقل قیمة لمحتوى الألیاف الخام هى 35و28 % للمعاملة T2M3  بنسبة تقل عن معاملة الکنترول بمقدار 30 % بعد 4 و5 أیام من التخمیر ومن المعروف أنه کلما زادت نسبة البروتین وقلت نسبة الألیاف فى المعاملة دلت على جودة القیمة الغذائیة بها وأن عملیة التخمیر فى المفاعل کانت جیدة.

Abdel-Azim S. N., Ahmed M. A., F. Abo-Donia and H. Soliman (2011) Evaluation of fungal treatment of some agricultural residues, Egyptian Journal of Sheep & Goat Sciences, Vol. 6 (2): 1 – 13.
AOAC. (1995) Association of Official Analytical Chemists, Official Methods of Analysis. 14th edition. Washington, DC, pp. 1018.
   Abd El-Zaher, F. H., and M. Fadel (2010)  Production of Bioethanol Via Enzymatic Saccharification of Rice Straw by Cellulase Produced by Trichoderma Reesei Under SolidState Fermentation, New York Science Journal: 72-78.                                                    http://www.sciencepub.net/newyork, newyorksci@gmail.com
ATCC. (1992)Catalogue  of  Bacteria  and  Bacteriophages. American Type Culture Collection, 18th Ed., p: 428. Maryland, USA.
Bart-Plange A., A. P. Mohammed-Kamil, A. Addo and E. Teye (2012) Some physical and mechanical properties of cashew nut and kernel grown in ghana, International Journal of Science and Nature (I.J.S.N)., 3(2): 406-415.
El-Ashry, M. A., H.M. El-Sayed, M. Fadel, H.M. Metwally and M. M. Khorshed (2002)Effect of chemical and biological treatments of some crop residues and their nutritive value: 2. Effect of biological treatments on chemical composition and  in-vitro  disappearance. Egyptian J. Nutrition and Feeds, 5: 43-54.
Hanafi, E. M., H.H. El Khadrawy, W. M. Ahmed and M. M. Zaabal (2012) Some Observations on Rice Straw with Emphasis on Updates of its Management. World Applied Sciences Journal, 16 (3): 354-361.
Hathout, M.K. and H., EL-Nouby (1977) Use of chopped corn  stover as substitute for wheat straw in summer feeding of dairy cows. Agric.
        Res. And Rev. Cairo, 55: 117.
Jonathan S. G., A. N Okorie, E. O Garuba, and O. J Babayemi (2012) Bioconversion of sorghum stalk and rice straw into value added ruminant feed using Pleurotus pulmonarius, Nature and Science, 10(4) 10-16. http://www.sciencepub.net/nature
Kholif, A. M., M. A. El- Ashry, H. A. El-Alamy, H.M. El-Sayed, M. fadel and S. M. Kholif (2005) Biological treatments of banana wastes for feeding lactating goats. Egyptian J. Nutrition and feeds 8(2): 149-162.
Langer, P.N.; J.P., Sehgal; and H.S., Garcha (1980). Chemical changes in wheat and paddy straw after fungal cultivation. Indian J. Anim. Sci., 50 (11): 942-946.
Lonsane, B. K., G. Saucedo-Castaneda, M. Rainbault, S. Roussos, G.
        Viniegra-Gonzalez, N. P. Ghildyal, M. Ramakrishna, M. M. Krishnaiah, (1992) Scale-up strategies for solid state fermentation systems, Process Biochem. 27: 259-273.
Mahrous, A. A. (2005) Effect of fungus treatments of cotton stalks on sheep performance. Egyptian J. Nutrition and feeds. 8 (2): 139- 148.
 Negal, F. J. J. I., J. Tramper, M. S. N. Bakker, A. Rinzema, (2001) temperature control in a continuously mixed bioreactor for solid  state fermentation. Biotechnol. Bioeng., 72 (9): 219-230.
Pandey A., C. R. Soccol, J. Rodriguez-Leon, P.Nigam (Eds.), (2001),  Solid State Fermentation in Biotechnology, Asiatech Publishers Inc.,New Delhi, India. 
Robinson, T. and P. Nigam (2003) Bioreactor design for protein enrichment of agricultural residues by solid state fermentation, Biochemical Engineering Journal, 13 (2-3): 197-203.
Roussos S., M. Raimbault, J. P Prebois, B. K Lonsane (1993) Zymotis, a large scale solid state fermenter. Appl Biochem Biotech. 42: 37–52.
Safa N. Abdel-Azim, Mona A. Ahmed, F. Abo-Donia and H. Soliman                (2011).Evaluation of fungal treatment of some agricultural residuesEgyptian Journal of Sheep & Goat Sciences, Vol. 6 (2),1 – 13.
Sangsurasak P., T. Srinophakhun, and D. A. Mitchell (1997) Mathematical modeling development of packed bed bioreactors in solid-state fermentation. Kasetsart J. (Nat. Sci.), 31: 452-458.
Smail,  T.,  O.  Salhi  and  J.  S.  Knapp  (1995) Solid-state  fermentation  of  carob  pods  by Aspergillus niger for protein production: effect of  particle  size.  World  J.  Microb.  Biotech., 11:171
Snedecor, G.W. and W.G. Cochran (1971), Statistical Methods. 6 th Ed.,Iowa State Univ. Press, Ames, Iowa, USA.: 593.
Stuart D. M, D. A Mitchell, M. R Johns, J. D Litster (1999) Solid-state fermentation in rotating drum bioreactors: Operating variables affect performance through their effects on transport phenomena. Biotech Bioeng 63:383–391.