Produktion av polyhydroxialkanoater (PHA) med Bacillus megaterium

Detta är en Kandidat-uppsats från Högskolan i Borås/Akademin för textil, teknik och ekonomi

Sammanfattning: Plastproduktionen och användningen av plast ökar varje år i hela världen och detta är ett av världens största problem. Plaster är ett svårnedbrytbart ämne och processen kan ta hundratals år. Detta leder i sin tur till att plastackumuleringen orsakar skadlig påverkan på klimat, miljö och människor. Ett av alternativen som har stor potential för hanteringen av detta problem är att minska användningen av plast och i stället öka produktionen och användningen av bioplastereller biopolymerer som är nedbrytbar. Bioplaster har kortare nedbrytningstid än vanliga plaster och därför är bioplast ett bra alternativ istället för att använda vanliga plaster. Det finns tre olika grupper av bioplaster, nämligen dem som är biobaserade, bionedbrytbara och de som är både biobaserade och bionedbrytbara. Entyp av bioplast som är biologiskt nedbrytbar och biobaserad är polyhydroxialkanoater (PHA)som används i olika branscher då PHA är en av de biopolymerer som visar störst potential attersätta plast i framtiden. Forskning pågår på Högskolan i Borås med målet av att bilda en ny process för produktion och återvinning av PHA. Processen baseras på produktion av PHA från flyktiga fettsyror som produceras från acidogen jäsning. Acidogen jäsning är en modifierad process av anaerobmatsmältning som används idag för produktion av biogas från avfall. Den kan vara den rättaprocessen för återvinningen av PHA-baserade avfall och för att producera ett billigt substrat, nämligen flyktiga fettsyror för PHA produktion. Det här projektet handlar om en del av processen, nämligen produktion av PHA med bakterier. Forskningsgruppen på Högskolan iBorås har en bakteriestam som inte har undersökts för produktion av PHA. Innan bakterien kan studeras för produktion av PHA från flyktiga syror behövs medelinnehållet optimeras för bakterietillväxt. Syftet med detta arbete är att undersöka effekten av olika glukoskoncentrationer som kollkälla och olika mängder av ammoniumsulfat som används vid tillväxt av den bakterien Bacillusmegaterium för produktion av PHA. En jämförelse mellan det definierade mediet som användsi detta arbete och dess ersättning med nutrient broth, ett komplext medium som normalt används för bakterietillväxt genomfördes också för att utvärdera lämpligheten hos mediet underutveckling för att framgångsrikt stödja bakterietillväxt. Under detta arbete användes flera olika analytiska tekniker såsom pH mättning, Högupplösande vätskekromatografi (HPLC),Spektrometer (OD mättning), och Fourier-transform infraröd spektroskopi (FTIR) för att utvärdera bakterietillväxt och produktion av PHA samt analysera sammansättningen av PHAs. Mängden av ammoniumsulfat påverkade glukosförbrukningen, där koncentrationer av 3 g/Loch 7 g/L visades att leda till en snabbare glukosförbrukning jämfört med 5 g/L. Därför valdes3 g/L ammoniumsulfat då det innehåller mindre kemikalier användning och påverkar inte celltillväxten på ett negativ sätt. Under experimentet med användning av 3 g/Lammoniumsulfat med 10 g/L glukos, konsumerades glukosen fullständigt vid 72 timmar av bakterietillväxt och den maximala PHA-produktionen var på 13–14% baserad på torr cell vikt. Tillväxtmedelet som utvecklades i det här projektet visade att vara lämplig för bakterietillväxt eftersom användning av nutrient broth som används normalt för bakterietillväxt ledde till långsammare glukosförbrukning. Initial glukoskoncentration (5, 10 och 20 g/L) påverkade inte glukosförbrukningen och får studerats vidare för att öka cellkoncentrationen och följaktligen produktionen av PHA. En av det mest studerade i PHA-familjen är polyhydroxibutyrat (PHB). Under detta arbete visade det sig att genom användning av FTIR att PHB framställdes.

  HÄR KAN DU HÄMTA UPPSATSEN I FULLTEXT. (följ länken till nästa sida)