Screening of population dynamics and hydrogen production in co-cultures of Caldicellulosiruptor species growing on treated wheat straw

Abstract: År 2017 framställdes 96% av vätgasproduktionen världen över från fossila bränslen medan de resterande 4% producerades från elektrolys av vatten. För att nå målet om en fossilfri framtid behövs fler metoder för vätgasproduktion, därför studeras bakterier med förmågan att framställa vätgas genom fermentering vid högre temperaturer, så kallad termofil fermentering. En av de bakterier som är av intresse tillhör släktet Caldicellulosiruptor. Dessa arter har förmågan att fermentera lignocellulistisk biomassa, såsom halm, vid högre temperaturer för att producera vätgas. Mängden vätgas som framställts av Caldicellulosiruptor har inte varit tillräcklig för att vara industriellt effektiv. Samodlingar av olika arter har visat sig öka vätgasproduktionen i jämförelse med rena kulturer. Syftet med denna studie var därför att screena populationsdynamiken och vätgasproduktionen av samodlingar från Caldicellulosiruptor-arter växande på behandlad halm. De använda arterna var C. saccharolyticus, C. owensensis, C. kronotskyensis och C. bescii. Detta gjordes genom screening av kombinationer av ovanstående bakterier i serumflaskor där sedan en av samodlingarna analyserade i bioreaktorn. Från screeningen sågs det att C. saccharolyticus var den dominerade arten i alla samodlingar den var med i. Den samodling som analyserades i bioreaktorn var en cocktail av de fyra arterna som visade att C. saccharolyticus var den dominerande arten och att acetat huvudsakligen producerades. Produktionen av propionat kunde också ses i bioreaktorn och vätgasproduktionen noterades vara låg i jämförelse med andra studier. Till följd av flertalet parametrar i screeningen som inte kunde kontrolleras är det svårt att dra några slutsatser från screeningen. I bioreaktorn tros dock dominansen av C. saccharolyticus bero på bättre adaptionsförmåga samt eventuellt högre cellantal från början.