GRØN OMSTILLING n Figur 2. a) Aminosyreprofil i monodyrkning af Scenedesmus obliquus (MA), Methylomonas koyamae (MOB) og sam-dyrkning (MOB+MA), b) totalt proteinindhold i MOB, MA og MOB+MA. som kan udnytte de enkelte bestanddele af biogas som deres energi og kulstof kilde. Metan-oxiderende bakterier (MOB: forbruger metan), mikroalger (MA: udnytter CO 2 ) og sulfid-oxideren de bakterier (SOB: forbruger hydrogen sulfid). Disse tre mikroorganismer lever i synergi og hjælper hinanden i en slags harmonisk sameksistens. Mikroalger forbruger CO 2 , hvor de udskiller O 2 , som hjælper de metan-oxiderende og sulfid-oxiderende bakterier i deres oxi dationsproces. SOB bidrager også til en god aminosyresammensætning med højt indhold af svovlholdige aminosyrer (eg. cystein og methionin), som er vigtige antioxidanter. Der er flere synergistiske fordele ved sam-dyrkning af MOB-MA-SOB, som kan ses i figur 1; MA forsyner MOB og SOB med O 2 , MOB leverer organiske forbindelser til MA, og SOB reduce rer hydrogensulfid-indholdet, som kan hæmme MOB. Forsøgene på DTU har vist, at kom binerede systemer af MA-MOB har fordele sammenlignet med monokultu rer. For eksempel resulterer det i højere cellemasseudbytter og bedre protein indhold og aminosyre-kvalitet (figur 2 og figur 3). Baseret på vores foreløbige undersøgelser observerede vi højere maksimal vækst af MA i blandingskul tur med MOB sammenlignet med mono- dyrkning af MA. Med kernemagnetisk resonans spektroskopi (NMR) måling kunne vi konstatere, at MOB leverede nogle mellemprodukter til MA, som lynhur tigt blev forbrugt af MA og som klart fremmede væksten af MA. Det viser sig, at ved at kontrollere O 2 -niveauet kan man styre udbytte og omsætningsveje for MOB, som kan frigive forskellige sekundære metabolitter (for eksempel myresyre, eddikesyre, ravsyre, æblesyre og andre organiske syrer), som befordrer hurtigere MA vækst. I et sam-dyrkningssystem af MOB- MA giver mikroalger en kontinuerlig ilttilførsel gennem fotosyntese, som MOB bruger til metan-oxidation. Denne proces øger produktionen af m ellem- metabolitter som eddikesyre og my resyre. Figur 3a viser produktionen af opløste organiske forbindelser i seks prøver af mikroalger og MOB i mono- og sam-dyrkningssystemer under forskellige iltkoncentrationer. Under alle forhold producerer MOB mere eddike- og myresyre i blandingskultur end i en ren MOB-kultur. Disse mellemproduk ter frigivet af MOB, M. koyamae, bruges af mikroalgen S. obliquus til at vokse hurtigere. Det kan tydeligt ses, at væk sten af MA (S. obliquus ) i blandingskul tur (gul linje i figur 3b) er højere end i monodyrkning af mikroalger (rød linje i figur 3b). På DTU udvikler vi også metoder ved hjælp af elektrokemi til at ekstrahere næringsstoffer fra det afgassede affald for at bruge dem til at dyrke de mikro bielle proteiner. Dermed bliver flere komponenter fra affald recirkuleret på en bæredygtig måde. Støtte og tak Projektet (PROFIT) er finansieret af Innovationsfond Danmark. Udover DTU deltager Københavns Kommune, Amager Ressource Center, SDU, RUC, Knowledge Hub Zealand og Unibio i projektet. E-mail: Irini Angelidaki: iria@kt.dtu.dk Referencer 1. OECD-FAO Agricultural Outlook 2021-2030. 2. https://www.globalagriculture.org/report- topics/meat-and-animal-feed.html. Figur 3. a) Mængde af eddikesyre og myresyre bestemt ved hjælp af NMR-spektroskopi, i monodyrkning af Scenedesmus obliquus (MA), Methylomonas koyamae (MOB) og sam-dyrkning (MOB+SM), b) vækstprofil for mono- og sam-dyrkning bestemt ved måling af optiske densitet (OD). - Dansk Kemi, 105, nr. 5, 2024 11
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her