Αξιολόγηση του κυανοβακτηρίου C. fritschii σε καλλιέργειες συνθετικού υποστρώματος και υποστρώματος αναερόβιας απορροής για την παραγωγή πολυ υδροξυβουτυρικού οξέος (PHB)
Loading...
Date
2023-10
Authors
Χατζηκυριάκος, Κωνσταντίνος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Από τις αρχές της δεκαετίας του 1950, η ζήτηση και η παραγωγή των πλαστικών αυξάνεται εκθετικά λόγω της πρακτικότητας τους. Οι ιδιότητες των συμβατικών πλαστικών, αντιδιαμετρικά με τα πλεονεκτήματα που αδιαμφισβήτητα προσφέρουν, δεν επιτρέπουν την εύκολη διαχείριση τους μετά το πέρας της χρήσης των πλαστικών. Η καύση τους οδηγεί σε εκπομπή τοξικών αερίων, ενώ τα πλαστικά που καταλήγουν στις θάλασσες κινούνται με τα ρεύματα και δημιουργούν γιγάντιους σωρούς (garbage patches). Επιπροσθέτως, πρόσφατες μελέτες κρούουν τον κώδωνα του κινδύνου, καθώς η αυτoδιάσπαση των πετροχημικών πλαστικών οδηγεί στην δημιουργία μικροπλαστικών σωματιδίων που έχουν εντοπιστεί τόσο σε ψάρια όσο και στον ατμοσφαιρικό αέρα. Όλα τα παραπάνω αποτελούν κινητήρια δύναμη για την εκπόνηση της συγκεκριμένης διπλωματικής με απώτερο σκοπό την αντικατάσταση των συμβατικών πετροχημικών πλαστικών με βιοδιασπώμενα πλαστικά πολύ-υδροξυαλκανοϊκών εστέρων (ΡHAs) βιολογικής προέλευσης μέσω καλλιέργειας μικροφυκών.
Πιο συγκεκριμένα, μελετήθηκε η ικανότητα παραγωγής πολύ-(3-υδροξυβουτυρικού οξέος) ή εν συντομία PHB, του πιο διαδομένου PHA, μέσω της καλλιέργειας του κυανοβακτηρίου Chlorogloeopsis fritschii 1411-1a σε επτά διαφορετικά σενάρια. Στα πρώτα έξι πειράματα η καλλιέργεια πραγματοποιήθηκε σε κωνικές φιάλες παρουσία συνθετικού υποστρώματος μέσω της αυτότροφης, της ετερότροφης και της μιξότροφης μεταβολικής οδού, με και χωρίς αερισμό για όλες τις περιπτώσεις. Το έβδομο πείραμα εκτελέστηκε σε φωτοβιοαντιδραστήρα (PBR) με αερισμό και μιξότροφη ανάπτυξη, έχοντας ως υπόστρωμα επεξεργασμένη αναερόβια απορροή. Την 14η ημέρα του πειράματος προστέθηκε οξικό οξύ για να υποβοηθηθεί η ανάπτυξη της καλλιέργειας. H ένταση φωτός στις αυτότροφες και μιξότροφες καλλιέργειες ήταν ίση με 100 μmol φωτονίων m-2 s-1 ενώ η παροχή αερισμού, όπου υπήρχε, ρυθμίστηκε στα 0.5 L min-1. Η καλλιέργεια σε φωτοβιοαντιδραστήρα με αναερόβια απορροή (ADE) παρουσίασε μέγιστη συσσώρευση PHB ίση με 5.19 % επί της ξηρής βιομάζας, αποτέλεσμα ενθαρρυντικό δεδομένου ότι βιβλιογραφικά δεν βρέθηκαν αποτελέσματα παραγωγής PHB σε αναερόβια απορροή από το C. fritschii. H απομάκρυνση ολικού αζώτου (TN) ήταν ίση με 94.1 %, ενώ η απομάκρυνση ολικού φωσφόρου (TP) ήταν ίση με 80.3 %.
Description
Keywords
Κυανοβακτήρια, Βιοπλαστικά, Υπόστρωμα αναερόβιας απορροής (ADE), Συνθετικό υπόστρωμα, Βιώσιμη ανάπτυξη