Συγκριτική μελέτη παραγωγής μικροβιακών βιοπλαστικών από οξινισμένα σακχαρούχα απόβλητα μέσω μικτών και καθαρών καλλιεργειών
Loading...
Date
Authors
Αρφάνη, Μαρία Ελένη
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Στην σύγχρονη εποχή, η αλόγιστη χρήση πλαστικών συμβάλλει σημαντικά στην κλιματική αλλαγή, την υποβάθμιση και την ρύπανση του περιβάλλοντος και αποτελεί σοβαρή απειλή για την οικολογική ισορροπία του πλανήτη. Για το λόγο αυτό έχει καταστεί επιτακτική η ανάγκη εύρεσης εναλλακτικών, βιώσιμων και φιλικών προς το περιβάλλον υλικών τα οποία θα έχουν την ικανότητα να αποδομούνται από το περιβάλλον στο οποίο διατίθενται. Μεταξύ των διαφόρων βιοπλαστικών, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν εκείνα που παράγονται από φυσικά ή γενετικά τροποποιημένους μικροοργανισμούς και ονομάζονται πολυυδροξυαλκανοϊκοί εστέρες (ΠΥΑ).
Στην παρούσα ερευνητική εργασία χρησιμοποιήθηκε μικτή μικροβιακή καλλιέργεια από εδαφόβιους μικροοργανισμούς, ικανούς να παράγουν ΠΥΑ. Ο εμπλουτισμός της καλλιέργειας σε ΠΥΑ-συσσωρευτικά βακτήρια πραγματοποιήθηκε σε αντιδραστήρα άντλησης πλήρωσης (draw and fill reactor), ενώ η στρατηγική εμπλουτισμού που ακολουθήθηκε ήταν η εναλλαγή μεταξύ περιοριστικών υποστρωμάτων άνθρακα και αζώτου στο θρεπτικό μέσο. Ως πηγή άνθρακα χρησιμοποιήθηκε ισομοριακό μίγμα οξικού και προπιονικού οξέος. Η εγκλιματισμένη και εμπλουτισμένη μικροβιακή καλλιέργεια χρησιμοποιήθηκε στη συνέχεια για την απομόνωση μικροβιακών στελεχών με στόχο την μελέτη της ανάπτυξής τους ως καθαρές πλέον καλλιέργειες. Πραγματοποιήθηκε έλεγχος της ανάπτυξής τους σε στερεές καλλιέργειες με επάρκεια άνθρακα και αζώτου, με διαφορετικές πηγές άνθρακα και υπό διαφορετικά pH.
Ακολούθησαν δύο κύκλοι πειραμάτων διαλείποντος έργου. Στον πρώτο κύκλο μελετήθηκαν τα απομονωμένα μικροβιακά στελέχη και η μικτή καλλιέργεια ως προς την ικανότητα τους να παράγουν ΠΥΑ με υπόστρωμα ανάπτυξης συνθετική τροφοδοσία η οποία περιείχε πολλαπλές πηγές άνθρακα και περίσσεια αζώτου. Ο κύκλος αυτός διαχωρίστηκε σε τέσσερις φάσεις οι οποίες προσομοίωσαν τις συνθήκες λειτουργίες του βιοαντιδραστήρα. Στον δεύτερο κύκλο, μελετήθηκαν τα απομονωμένα μικροβιακά στελέχη και η μικτή καλλιέργεια ως προς την ικανότητα τους να παράγουν ΠΥΑ με υπόστρωμα ανάπτυξης σακχαρούχο απόβλητο της βιομηχανίας τροφίμων μετά από οξίνιση. Σε αυτόν τον κύκλο πειραμάτων, πραγματοποιήθηκε συλλογή επαρκούς ποσότητα μικροβιακής βιομάζας ώστε να αποτιμηθεί η ικανότητα παραγωγής ΠΥΑ ποσοτικά, δηλαδή οι αποδόσεις ΠΥΑ και να αναγνωριστεί η σύσταση των ΠΥΑ.
Description
Keywords
Βιοπλαστικά, ΠΥΑ (PHAs), Καθαρή καλλιέργεια, Μικτή καλλιέργεια, Απομόνωση μικροβιακών στελεχών, Πλαστική ρύπανση, Εμπλουτισμός μικτής καλλιέργειας, Τροφικά απόβλητα