분리 광합성세균 Rhodopseudomonas acidophila의 수소생성에 관한 연구

Abstract

대체 에너지 연구개발을 위한 생물학적인 수소 생성을 목적으로 자연계로부터 수소 생성능이 높은 균주 A6-4와 B1-2를 분리하여 동정한 결과 Rhodopseudomonas acidophila로 밝혀졌다. 수소 생성을 위한 최적 배양조건은 37℃, pH 6.8, 광도 10,000 Lux이었다. 분리한 광합성 세균은 고온(37℃)에서 수소 생성을 잘하는 특성이 있으므로 태양 에너지를 이용한 수소생성의 연구에 유용할 것이다. R. acidophila A6-4와 R. acidophila B1-2의 수소 생성에는 Nitrogenase가 주로 관여하는 것으로 보였다. 여러 가지 유기산 성분을 기질로 하였을 때 R. acidophila A6-4와 B1-2 모두 acetate에 대한 이용성이 가장 우수하였다. R. acidophila A6-4는 acetate 30mM/glutamate 7mM일 때 최고 1350 ㎕/㎖ of culture의 수소생성을 보였으며 최고 수소 생성속도는 47.8 ㎕/hr/㎎ of DCW이었다. R. acidophila B1-2는 acetate 30 mM/glutamate 7mM인 조건에서 수소 생성량은 1213 ㎕/㎖ cultere, 최고 수소 생성속도는 51.6 ㎕/hr/㎎ of DCW 였다. 분리된 두 균주는 공기 존재하에서도 수소 생성이 활발히 일어났다. 이러한 특징은 절대 혐기 상태를 유지해야하는 혐기성 세균이나 기존의 광합성 세균들에 비해 대량 연속배양시 유용할 것이다. 또한 유기산과 당성분에 대한 광범위한 이용성을 가지고 있었는데 특히 lactose, cellobiose, starch, xylan등을 이용하여 수소를 생성할 수 있는 능력은 유기 폐자원을 이용한 수소 생성 연구에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.; Photosynthetic bacteria capable of producing hydrogen were isolated and identified. From the result of examination in morphological, physiological and cultural charactristics, the isolated strain A6-4 and B1-2 belonged to Rhodopseudomomas acidophila. Physiolosical conditions for hydrogen production by R. acidophila A6-4 and R. acidophila B1-2 were examined. Larger amaunt of molecular hydrogen was produced at 37˚C, pH 6.8, under illuminated condition of about 10,000 Lux by the two strains. The highest rate of hydrogen evolution were observed in the culture condition with the organic acids such as acetate, lactate in media containing glutamate as a nitrogen source. This isolated two strains showed very useful characteristics. The thermostable or thermophilic nature for hydrogen production and the highest amount of molecular hydrogen production under airobic condition were very favorable characteristics for outdoor continuous culture, utilizing sun energy. And hydrogen evolved from various carbon source for example lactose, cellobiose, starch, xylan. Therefore they could be employed for hydrogen production from biomass-derived products.