Mikrobiol. Z. 2021; 83(5):19-29.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj83.05.019

Продукування водню пурпуровими несірковими бактеріями
Rhodopseudomonas yavorovii ІМВ В-7620

О.В. Тарабас¹, С.О. Гнатуш¹, О.Б. Таширев², В.М. Говоруха²,
О.А. Гаврилюк², О.М. Мороз¹, А.А. Галушка¹

¹Львівський національний університет імені Івана Франка
вул. Грушевського, 4, Львів, 79005, Україна

²Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
вул. Академіка Заболотного, 154, Київ, 03143, Україна

Продукування водню мікроорганізмами досліджують за використання різних джерел живлення для їхнього культивування. Пурпурові несіркові бактерії здатні до фотовиділення водню з одночасним нагромадженням біомаси на органічних субстратах, які можуть бути відходами різних виробництв, що робить дослідження цієї групи мікроорганізмів перспективним. Мета. Визначення здатності продукувати водень пурпуровими несірковими бактеріями Rhodopseudomonas yavorovii ІМВ В-7620 за використання різних органічних субстратів та їхнього впливу на основні метаболічні показники росту культури. Методи. Бактерії вирощували у скляних банках об’ємом 100 мл у рідкому модифікованому середовищі АТСС № 1449 упродовж 14 діб за температури +27…+30ºС та умов постійного освітлення (200 лк). Нагромадження біомаси та продукування водню у середовищі культивування визначали за внесення натрій ацетату (12 і 36 мМ), малату (12 і 36 мМ), сукцинату (36 мМ), глюкози (36 мМ), крохмалю (36 мМ), натрій цитрату (36, 60, 90 мМ). Біомасу визначали турбідиметрично, склад газової фази – за використання газового хроматографа ЛХМ-8-МД, окисно-відновний потенціал та рН – потенціометричним методом. Об’єм синтезованого газу вимірювали за шкалою шприца. Визначення вмісту органічних кислот у культуральній рідині проводили методом високоефективної рідинної хроматографії. Результати. Використання органічних сполук (малату, глюкози, крохмалю, натрій цитрату) у R. yavorovii IMB B-7620 супроводжується синтезом водню. Використовуючи натрій ацетат, бактерії нагромаджують у незначних кількостях сукцинат. За використання малату проміжними продуктами його метаболізму є невеликі кількості фумарату на 7 добу культивування та ізоцитрату – на 10 добу культивування. На 14 добу культивування у культуральній рідині є невелика кількість сукцинату. На 14 добу культивування у середовищі з малатом (36 мМ) R. yavorovii IMB B-7620 утворюють 7,64±0,04% водню. Однак максимальну концентрацію водню у складі газової фази (21,26±0,08%) визначили на 14 добу культивування у середовищі за використання натрій цитрату. Максимальна концентрація Н₂ у газовій фазі за росту у середовищі з натрій цитратом (60 мМ) з внесенням у середовище NH₄⁺ на 7 добу культивування становила 27,83±5,46 та 35,69±0,40% – за збільшення концентрації натрій цитрату до 90 мМ на 10 добу культивування. Сумарний об’єм водню за росту R. yavorovii IMB B-7620 у середовищі з 90 мМ натрій цитрату та з NH₄⁺ становив 25,54±0,49 мл H₂, що у 1,5 рази більше утвореного H₂ за росту бактерій у середовищі з 60 мМ натрій цитрату з внесенням NH₄⁺. Висновки. Пурпурові несіркові бактерії R. yavorovii ІМВ В-7620, виділені з води озера Яворівське (Львівська обл., Україна), яке утворилося у результаті затоплення сіркового кар’єру, синтезують водень у процесі фотоферментації органічних сполук. Бактерії використовують натрій цитрат, малат, глюкозу, крохмаль і виділяють водень. Сумарний об’єм водню за росту R. yavorovii IMB B-7620 у середовищі з 90 мМ натрій цитрату та з NH₄⁺ становить 25,54±0,49 мл H₂.

Ключові слова: водень, пурпурові несіркові бактерії, фотоферментація.

Повний текст (PDF, англ)