Hydrogen Evolution from Biomass-Derived Carbohydrates by Clostridia

Clostridia에 의한 Biomass 구성당으로부터의 수소생성

Hydrogen evolution from biomass-derived carbohydrates by some Clostridia and optimal culture conditions for hydrogen evolution were investigated. Among the organisms tested, Clostridium butyricum was efficient hydrogen producer with starch, xylan, pectin, cellobiose and xylose. In batch fermentation of Cl. butyricum, optimal conditions for hydrogen evolution were achieved at pH 7.0-8.5, 10-50 mM phosphate, and 2% (w/v) glucose. Total amount of molecular hydrogen evolved by the organism slightly increased at the presence of acetate (<150 mM) or butyrate (<20 mM) in the initial fermentation medium. Especially, in case of more than the above concentration of butyrate, growth and hydrogen evolution were dramatically inhibited. In the conditions were described here, 70 mmole of molecular hydrogen per mg of DCW was produced with 1%(w/v) glucose by the organism.

Clostridium 속 세균에서 biomass의 생물학적 전환에 의한 수소 생성에 관하여 조사하기 위해 4균종을 대상으로 biomass를 구성하는 당류 이용도 및 그로부터의 수소 생성을 검토하였다. 효율적인 수소 생성 세균은 Cl.butyricum과 Cl.pasteurianum으로 xylose, cellobiose를 포함한 그외 단당, 이당류에서 높은 수소 생성능을 나타내었으며, 특히 Cl.butyricum의 경우, starch, xylan외에도 pectin의 이용성이 비교적 우수한 것으로 관찰되었다. 포도당(1) 이용시 회분 발효를 통하여 Cl.butyricum이 생성하는 유기산 (acetate와 butyrate)의 molar ratio(A/B)는 0.7-0.8을 나타내었다. Cl.butyricum의 회분 발효시 수소 생성에 영향을 미치는 배양조건을 검토하기 위해 pH, phosphate의 농도, glucose의 농도 및 배양 초기 대사산물(acetate, butyrate)의 영향을 관찰하였다.