اختصاصی زیست فنسوخت زیستی

تأثیر استیک اسید بر روی تولید فوتوبیولوژیکی هیدروژن

طبق نتایج تحقیقی که به‌تازگی منتشر شده است، تجمع استیک اسید باعث افزایش تولید زیستی این گاز در هم‌کشتی (co-culture) جلبک-باکتری می‌شود. هیدروژن می‌تواند یک جایگزین مناسب برای سوخت‌های فسیلی باشد. باکتری‌ها و جلبک‌ها می‌توانند هیدروژن را از دو راه تولید کنند.


هیدروژن یک جایگزین تجدیدپذیر پاک برای سوخت‌های فسیلی است. این گاز می‌تواند از دو راه سوخت‌های فسیلی و منابع تجدیدپذیر تولید شود. تولید زیستی هیدروژن نوعی روش تجدیدپذیر است که توسط هر دو فرایند فتوسنتز و تخمیر می‌تواند انجام شود.

جلبک سبز، سیانوباکترها و باکتری‌های فتوسنتزکننده، میکروب‌هایی هستند که با استفاده از انرژی نور قادر به تولید نوری هیدروژن هستند. از سوی دیگر، برخی از باکتری‌ها می‌توانند هیدروژن را تحت شرایط تخمیری، از ترکیبات آلی تولید کنند. در حال حاضر به‌دلیل بازده پایین، تولید زیستی هیدروژن فاصله زیادی با تجاری‌سازی دارد. تولید نوری اکسیژن و تجمع محصولات نهایی تخمیر، به‌عنوان اصلی‌ترین چالش‌های تولید فتوسنتزی و تخمیری هیدروژن به‌شمار می‌آیند.

کلامیدوموناس (Chlamydomonas reinhardtii) یک میکروجلبک سبز شناخته شده است که در مطالعات تولید نوری هیدروژن از آن استفاده می‌شود. راهکارهای زیادی به هدف بهبود تولید هیدروژن در کلامیدوناس توسعه یافته‌اند. مهندسی ژنتیک و مهندسی متابولیک سلول‌ها، بهینه‌سازی مقدار روشنایی، حذف مسیرهای رقابتی برای الکترون‌ها و تنش‌های غذایی از جمله این راهکارها هستند. افزایش تولید هیدروژن تخمیری در سیستم‌های باکتریایی از طریق مهندسی متابولیک و طراحی بیوراکتورها نیز به‌طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته‌است.

نتایج یک مطالعه جدید که توسط محققان دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه تهران و دانشگاه Cordoba در اسپانیا انجام شده است؛ نشان می‌دهد که استات تولیدی از متابولیسم باکتری در هم‌کشتی‌ها، باعث افزایش تولید نوری هیدروژن توسط جلبک می‌شود.

بخوانید  کاربرد فرایند پیرولیز کاتالیزی در بهبود روغن‌ زیستی

تولید نوری هیدروژن توسط جلبک در محیط کشتی که حاوی قند است، تنها زمانی حاصل شد که جلبک سبز Chlamydomonas reinhardtii همراه با Pseudomonas putida ،Escherichia coli و Rhizobium etli کشت داده شد.

نمی‌توان نقش استیک اسید را به‌راحتی به افزایش مصرف اکسیژن در جلبک‌ها ربط داد؛ در حالی‌که جذب متابولیک آن نیز می‌تواند به تولید هیدروژن در این جلبک‌ها مرتبط باشد. تجمع اسید استیک یکی از چالش‌های اصلی تولید هیدروژن از طریق تخمیر تیره (dark) است.

با این حال، این چالش می‌تواند به یک مزیت تبدیل شود، اگر که باکتری‌های تولید‌کننده هیدروژن با جلبک کلامیدوموناس همزمان کشت داده شوند. القای هیپوکسی، علاوه بر تولید استیک اسید از قندها توسط باکتری، از فاکتورهای تأثیرگذار بر روی تولید نوری هیدروژن در این هم‌کشتی‌ها است. استیک اسید دفع‌شده از باکتری، برای تولید هیدروژن توسط جلبک و یا باکتری سودمند بود.

این تحقیق می‌تواند علاوه بر شرح مسیرهای متابولیکی متنوع منجر به تولید هیدروژن در جلبک؛ فرصت‌های جدیدی برای تولید هیدروژن ‌زیستی از ضایعات صنعتی و منابع ارزان قیمت کربن ایجاد کند.

منبع
Bioresource Technology
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

محمد صادق متقی

با سلام. محمد صادق متقی هستم، دانشجوی کارشناسی زیست فناوری در دانشگاه تهران.

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

× نـه = هفـتاد دو

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن