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Clostridium butyricum과 Rhodopseudomonas sphaeroides 의 고정화 세포에 의한 수소 생성

Title
Clostridium butyricum과 Rhodopseudomonas sphaeroides 의 고정화 세포에 의한 수소 생성
Other Titles
HYDROGEN PRODUCTION BY IMMOBILIZED CELLS OF Clostridium butyricum AND Rhodopseudomonas sphaeroides
Authors
洪惠卿
Issue Date
1989
Department/Major
대학원 생물학과
Keywords
Clostridium butyricumRhodopseudomonas sphaeroides고정화 세포수소 생성
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Abstract
청정 에너지원인 수소의 미생물에 의한 생산성 증대를 위하여 Clostridium butyricum 균체의 최적 고정화 조건을 결정하고, 고정화 균체의 수소 생성 및 glucose를 이용한 발효 양상을 관찰한 후에 C. butyricum의 발효 대사 산물을 소비하여 효율적으로 수소를 생성할 수 있는 Rhodopseudomonas sphaeroides 고정화 균체와의 혼합 수소 생성계 가능성을 검토하였다. 절대 혐기성 수소 생성 세균인 C. butyricum을 kappa-carrageenan, agar, alginate를 담체로 이용하여 entrapment법으로 고정한 결과 2% kappa-carrageenan gel에, gel내 균체의 농도가 10% 되게 하였을때 가장 수소 생성량이 많았다. 고정한 C. butyricum 균체는 생균체와 비교하여 30%에 달하는 총 수소 생성량 증가를 보였으며, 공기에 노출되어도 수소 생성 저해 효과를 받지 않았고, 장기간 저장 및 재사용이 가능하였다. Clostridium butyricum 고정화 균체에 의한 glucose로부터의 회분 발효시 대사 산물 생성 양상은 생균체의 대사 산물 생성 양상과 유사하였으며, 단독 연속 수소 생성계에서 반응시킬 경우 dilution rate = 0.0736 h^(-1)일 때 최고 수소 생성 속도(56.6 ㎕·wet cell ㎎^(-1)·h^(-1))를 나타내었다. 광조사하에서 유기산을 이용한 수소 생성능을 가진 광합성 세균 Rhodopseudomonas sphaeroides를 고정화 하여 clostridial metabolites인 유기산(acetate, butyrate)을 기질로 하였을때 수소 생성을 하는지 확인하였다. 두 균주의 고정화 세포 혼합 반응계에 의한 수소 생성량은 한 gel안에 두 균체를 혼합시켜 고정하여 이용하는 것보다, 두 균체를 각각 2% carrgeenan gel에 고정하여 각 습균체량 비율이 C. butyricum : R. sphaeroides = 1 : 9 되게하여 이용하는 것이 총수소 생성량이 많았으며 dilution rate = 0.073 h^(-1) 일 때 57.5 ㎕·wet cell ㎎^(1-)·hr^(1-)의 속도로 수소를 생성하였다.;Hydrogen production by immobilized cells of Clostridium butyricum NCIB 9576 and Rhodopseudomonas sphaeroides K-7 were investigated. Whole cells of Clostridium butyricum NCIB 9576, an hydrogen-producing strict anaerobic bacteria, were entrapped in 2% kappa-carrageenan gel. Total amounts of hydrogen produced by immobilized cells of C.butyricum was 30% increased than that of intact cells. Immobilize cells had an resistance to inhibition effect on hydrogen production by air-exposure and showed good storage stability within 3 months. In batch culture, the pattern of clostridial metabolites production was similar to that of intact cells. In continuous culture, the optimum dilution rate was 0.0736 h^(-l) and the hydrogen production rate was 56.6μ1ㆍmg^(-1) wet cellㆍh^(-l). Immobilized cells of Rhodopseudomonas sphaeroides K-7 were capable of producing molecular hydrogen by consuming clostridial metabolites (acetate, butyrate) under light irradiation (12,000 Lux). For a efficient bioconversion of glucose into hydrogen, mixed culture of immobilized cells of both anaerobic bacteria was performed. 15-20% of total amounts of hydrogen production was increased than that of monoculture of Clostridium butyricum immobilized cells and the optimum mixing ratio of two strains for mixed culture was C.butvricum : R.sphaeroides = 1 : 9.
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일반대학원 > 생명·약학부 > Theses_Master
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