Abstract
Biosynthesis of poly-3-hydroxybutyrate (PHB) by Methylocystis hirsuta from natural gas in two different media was studied for the first time. After selection of the suitable medium, the effect of two key parameters such as methane to air ratio and nitrogen content on the PHB production was determined in a bubble column bioreactor using a full factorial design. It was found that both of these factors had a significant effect on the PHB accumulation (42.5% w/w of cell dry weight). PHB production by M. hirsuta, unlike other methanotrophic bacteria, was found to be a growth associated metabolite. Subsequently, the PHB production was carried out in a forced-liquid vertical tubular loop bioreactor (VTLB) at optimum condition determined in the bubble column bioreactor. The PHB content of biomass was 51.6% w/w of cell dry weight (CDW) in the VTLB. These results indicated that the loop bioreactors specially are suitable candidates for PHB production from natural gas
چکیده
برای اولین بار بیوسنتز پلی 3-هیدروکسی بوتیرات بوسیله Methylocystis hirsute از گاز طبیعی و در دو محیط کشت مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. بعد از انتخاب محیط کشت مناسب، اثر دو پارامتر کلیدی مانند نسبت متان به هوا و محتوای نیتروژن نسبت به تولید PHB در بیوراکتور ستون حبابی و با استفاده از یک طرح فاکتوریال کامل تعیین گردید. در طی این بررسی مشخص گردید که هر دوی این فاکتورها اثر مهمی بر روی انباشت PHB ( w/w 5/42 % وزن خشک سلول) دارند.
در طی این پژوهش مشخص شد که بر خلاف سایر باکتری های متانوتروفیک، تولید PHB بوسیله Methylocystis hirsute یک متابولیت وابسته به رشد است. متعاقبا، تولید PHB در یک بیوراکتور حلقه عمودی forced-liquid (VTLB) تحت شرایط بهینه ای که در بیوراکتور ستون حبابی تعیین شده بود، انجام گرفت. محتوای PHB توده زیستی در VTLB برابر w/w 6/51 % وزن خشک سلول (CDW) بود. این نتایج نشان داد که بیوراکتورهای حلقه ای به طور ویژه ای کاندیدهای مناسبی برای تولید PHB از گاز طبیعی هستند.
1-مقدمه
ویژگی های پلی 3 هیدروکسی بوتیرات مشابه آن دسته از مواد پترو شیمیایی تولید شده از پلی پروپیلن می باشد و مزیت تجزیه زیستی به آن اضافه شده است. پلی 3 هیدروکسی بوتیرات (PHB) را می توان در پزشکی، ایمپلنت های بافت نرم، داروسازی ( رهایی کنترل شده داروها)، بسته بندی غذا و کشاورزی مورد استفاده قرار داد. می تواند سوبسترای مناسبی برای تولید PHB بوسیله باکتری های متانوتروفیک باشد...