Production of Poly-β-hydroxybutyrate (PHB) by nitrogen limitation using Methylosinus trichosporium OB3b
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이진원
- 발행년도 2020
- 학위수여년월 2020. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- UCI I804:11029-000000064729
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
Bioplastics are produced using microorganisms and are characterized by high biodegradability, which emerge as a solution for microplastics problem. Poly-β-hydroxybutyrate (PHB) is a type of bioplastics that is already commercially available. The name of the product that is currently commercialized is Biopol, which is produced using strain that uses glucose as a substrate. Methylosinus trichosporium OB3b is a type Ⅱ methanotroph that uses methane as its carbon source, and various studies on PHB production under nitrogen limitation conditions have been carried out using this strain. In this study, experiments that performed were principally conducted in 5L fermenter, and 38.4 g/L of biomass was confirmed when cultured during 400 hours without additional supply of potassium nitrate used as nitrogen source. In addition, it was confirmed that the biomass can be continuously obtained through repeated batch culture, and the growth curve and PHB production is confirmed by scale up in the 100L fermenter. The growth rate was expected to be improved by additional supply of nitrate, however the nitrate concentration and specific growth rate were not directly related. Consequently, 50% of PHB mass ratio was achieved through nitrogen limitation.
more초록/요약
바이오 플라스틱은 미생물을 이용하여 생산되며 높은 생분해성을 특징으로 가지기 때문에 미세 플라스틱의 해결책으로 떠오르고 있다. Poly-β-hydroxybutyrate (PHB)는 바이오 플라스틱의 한 종류로, 이미 상용화되어 있는 제품이다. Methylosinus trichosporium OB3b는 메탄을 탄소원으로 사용할 수 있는 2형 메탄자화균이며 질소제한 조건에서의PHB생산에 대한 다양한 연구가 이 균주를 사용하여 수행되었다. 본 연구에서는 기본적으로 5L 발효기에서 실험이 진행되었으며, 질소원으로 사용한 potassium nitrate의 추가 공급없이 배양 400h에biomass 38.4 g/L을 확인하였다. 또한 반복 회분배양을 통해 지속적으로 Biomass의 획득이 가능함을 확인하였고 100L 발효기에서 scale up을 진행하여 growth curve와 PHB생산을 확인하였다. nitrate의 추가 공급을 통한 growth rate의 향상을 기대하였으나 nitrate의 농도와 비생장속도는 직접전인 연관이 없음을 확인하였다. 최종적으로는 질소제한 조건을 통해 약 50%의 PHB 질량비중을 달성하였다.
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