E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης - Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Αρχική Συλλογές Τύπος Εργασίας Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Τρέχουσα Εγγραφή: 28 από 6511

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000463260

Τίτλος

Μελέτη της παραγωγής βιο-υδρογόνου από αζωτοδεσμευτικά βακτήρια

Άλλος τίτλος

Study of biohydrogen production by nitrogen fixing bacteria

Συγγραφέας

Μανουσάκη, Μαρία Σ.

Σύμβουλος διατριβής

Γανωτάκης, Δημήτριος

Μέλος κριτικής επιτροπής

Παυλίδης, Ιωάννης
Χανιωτάκης, Νικόλαος

Περίληψη

Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετήθηκε η μορφολογία, καθώς και μια σειρά συνθηκών καλλιέργειας που επηρεάζουν τον μεταβολισμό, την καθήλωση του αζώτου και την παραγωγή βιο-υδρογόνου από ένα βακτηριακό στέλεχος του γένους Clostridium. Αρχικά, προσδιορίστηκαν τα μορφολογικά χαρακτηριστικά του βακτηρίου αξιοποιώντας τις τεχνικές της οπτικής και ηλεκτρονικής μικροσκοπίας. Έπειτα, μελετήθηκε η επίδραση διαφόρων πηγών άνθρακα, ανόργανων συστατικών και η παρουσία διαφόρων αερίων στον μεταβολισμό του μικροοργανισμού. Ειδικότερα, ερευνήθηκαν τα οργανικά υποστρώματα διαφόρων μονοσακχαριτών, δισακχαριτών, οργανικών οξέων και γλυκερόλης. Επιπλέον, ερευνήθηκαν τα αέρια Ν₂, He, Ο₂ και CO₂ στο αέριο περιβάλλον ανάπτυξης αλλά και διάφορα μεταλλικά ιόντα και άλατα του θρεπτικού μέσου, όπως τα Fe²⁺ και Mg²⁺ και CaCO₃. Για τον ποσοτικό προσδιορισμό του παραγόμενου υδρογόνου και του καθηλωμένου αζώτου χρησιμοποιήθηκε η αέρια χρωματογραφία, ενώ για την ταυτοποίηση και ποσοτικοποίηση των μεταβολικών παραγώγων χρησιμοποιήθηκε το ¹Η NMR. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων των παραπάνω πειραματικών σειρών, προέκυψε ότι το στέλεχος Clostridium της συγκεκριμένης πειραματικής εργασίας είναι ένα αναερόβιο βακτήριο με σχήμα βακίλου, με μήκος 4-5 μm και πάχος ~ 0,5 μm. Προέκυψε, επίσης, ότι ο μικροοργανισμός διαθέτει το ένζυμο της νιτρογενάσης και έχει την ικανότητα να καθηλώνει το μοριακό άζωτο, παράγοντας παράλληλα και υδρογόνο. Επιπλέον, διαθέτει όλα τα μεταβολικά εργαλεία για να παράγει βιο-υδρογόνο μέσω σκοτεινής ζύμωσης. Τα πειράματα έδειξαν ότι το βακτήριο περιέχει και το ένζυμο της υδρογενάσης. Μεταξύ των συνθηκών που μελετήθηκαν, μεγαλύτερη παραγωγή υδρογόνου παρατηρήθηκε με την μαννιτόλη, την σουκρόζη και πυροσταφυλικό οξύ με 1271, 1003 και 1059 mL Η₂ L^-1 καλλιέργειας, αντίστοιχα. Εξαιρετικά μεγάλη παραγωγή υδρογόνου καταγράφηκε, ωστόσο, και στη συνθήκη με σουκρόζη και αμμώνιο στο υγρό μέσο και CO₂ στο αέριο περιβάλλον ανάπτυξης με 1966 mL Η₂ L^-1 καλλιέργειας. Επίσης, προέκυψε ότι τα τελικά προϊόντα του μεταβολισμού, ανεξάρτητα από την συνθήκη, είναι, ως επί το πλείστον, βουτυρικό και οξικό οξύ σε διάφορες αναλογίες, ενώ, στην περίπτωση που η πηγή άνθρακα είναι η γλυκερόλη, το βακτήριο διαθέτει τα μεταβολικά εργαλεία για την παραγωγή 1,3-προπανοδιόλης, πέραν του βουτυρικού και οξικού οξέος. Τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής έδειξαν ότι με τον ορθολογικό σχεδιασμό των συνθηκών καλλιέργειας του βακτηρίου είναι δυνατή η παραγωγή υψηλών ποσοτήτων βιοκαυσίμων και πολύτιμων οργανικών μορίων μέσω των μεταβολικών διεργασιών του βακτηρίου.

Φυσική περιγραφή

89 σ. : πίν., σχήμ., εικ. ; 30 εκ.

Γλώσσα

Ελληνικά

Θέμα

1,3-propanediol

1,3-προπανοδιόλη

Bio-hydrogen

Clostridium sp.

Dark fermentation

Hydrogen

Nitrogen fixation