| Περίληψη |
Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η επίδραση των συνθηκών ανάπτυξης στην
παραγωγή υδρογόνου ενός στελέχους φωτοσυνθετικού μικροοργανισμού που ανήκει στο γένος
Chlorella, το οποίο απομονώθηκε από ευτροφικό σημείο του ποταμού Γιόφυρου στο Ηράκλειο
Κρήτης, στο πλαίσιο προηγούμενης διατριβής του εργαστηρίου. Επιπρόσθετα, μελετήθηκε το
βιοχημικό περιεχόμενο του μικροφύκους σε διάφορα θρεπτικά μέσα.
Αρχικά, μελετήθηκε η διάρκεια ολοκλήρωσης των πειραμάτων, η αναγκαιότητα
απομάκρυνσης του οξυγόνου από το σύστημα της καλλιέργειας, μελετήθηκαν δύο μέθοδοι, η
απαέρωση με αέριο N2, καθώς και η επώαση σε συνθήκες έλλειψης φωτισμού για τις πρώτες
24 ώρες του πειράματος, αλλά και η βέλτιστη αρχική κυτταρική συγκέντρωση. Βρέθηκε πως ο
κύκλος των πειραμάτων ολοκληρώνεται με το πέρας 7 ημερών, καθώς και ότι απαιτείται
απαέρωση της καλλιέργειας με αέριο άζωτο. Επίσης, βρέθηκε πως η βέλτιστη αρχική
κυτταρική συγκέντρωση ανέρχεται στο 1 μL PCV ανά mL.
Έπειτα, μελετήθηκε η επίδραση του pH (με εύρος 5,0-9,0) και οι στερήσεις
μικροθρεπτικών συστατικών, όπως το θείο, ο φώσφορος, το άζωτο και το κάλιο, από τα
θρεπτικά μέσα. Επιπρόσθετα, εξετάσθηκε η βέλτιστη πηγή και συγκέντρωση άνθρακα. Σε αυτή
την περίπτωση μελετήθηκε ως πηγή άνθρακα το οξικό οξύ, η γλυκόζη, η σουκρόζη, η λακτόζη,
η γαλακτόζη και η φρουκτόζη. Βέλτιστο pH σε όλες τις συνθήκες βρέθηκε να είναι το 7, ενώ
οι συνθήκες στέρησης θείου και αζώτου απορρίφθηκαν ως πιθανά μέσα για την παραγωγή
υδρογόνου, καθώς εμφάνισαν πολύ χαμηλή παραγωγή υδρογόνου. Στη συνθήκη με στέρηση
φωσφόρου βρέθηκε πως η βέλτιστη πηγή άνθρακα είναι το οξικό οξύ (2 mL/L) έχοντας
παραγωγή υδρογόνου 67 mL/L καλλιέργειας, αντίστοιχα στην συνθήκη με στέρηση καλίου
βέλτιστη πηγή άνθρακα βρέθηκε να είναι η γλυκόζη (25mM) έχοντας παραγωγή υδρογόνου 63
mL/L καλλιέργειας, ενώ η πρότυπη συνθήκη με θρεπτικό μέσο ΤΑΡ βρέθηκε να παράγει τη
μέγιστη ποσότητα υδρογόνου (60 mL/L καλλιέργειας) στη συνθήκη με πηγή άνθρακα οξικό
οξύ (2 mL/L).
Στη συνέχεια, εξετάσθηκε η επίδραση της αύξησης αλατότητας στο θρεπτικό μέσο στην
ανάπτυξη και την παραγωγή υδρογόνου. Παρατηρήθηκε, πως στο θρεπτικό μέσο ΤΑΡ με πηγή
άνθρακα το οξικό οξύ, το μικροφύκος παρουσίασε υψηλή ανάπτυξη, ενώ η παραγόμενη
ποσότητα υδρογόνου ήταν σε χαμηλά επίπεδα έως και μηδενική. Αντίθετα, όταν
χρησιμοποιήθηκε η γλυκόζη ως πηγή άνθρακα παρατηρήθηκε υψηλή παραγωγή υδρογόνου
στη συνθήκη με αλατότητα 1% w/v φθάνοντας στα 93 mL/ L καλλιέργειας.
Τέλος, μελετήθηκε το βιοχημικό περιεχόμενο του μικροφύκους σε υψηλή ένταση
φωτισμού. Συγκεκριμένα, έγινε ποσοτικός προσδιορισμός των πρωτεϊνών, των σακχάρων, των
λιπιδίων και των ολικών χλωροφυλλών και καροτενοειδών, σε κύτταρα του μικροφύκους
Chlorella sp. που είχαν αναπτυχθεί σε πρότυπες συνθήκες ανάπτυξης αλλά και σε συνθήκες
στέρησης μικροθρεπτικών συστατικών (θείου, φωσφόρου, αζώτου και καλίου). Παρατηρήθηκε
πως η διαφοροποίηση του θρεπτικού μέσου επηρέασε κυρίως την παραγωγή των πρωτεϊνών
και των λιπιδίων.
|
Επίδραση των συνθηκών ανάπτυξης στην παραγωγή υδρογόνου σε ένα στέλεχος Chlorella και μελέτη της κυτταρικής βιομάζας
