| dc.description.abstract | Okende energibehov samt økt klimatrussel, har gjort at forskning på fornybar energi fått mye oppmerksomhet verden over. Bioenergi produsert ved utnyttelse av biomasse, er et viktig alternativ for erstatning av petroleumsbasert drivstoff. Utnyttelse av marin biomasse til produksjon av bioenergi er av særlig interesse, da det ikke avhenger av landareal og ferskvann for dyrking. Brunalger er marine alger med høyt produktivitet og innhold av karbohydrater, og kan derfor brukes som biomasse til produksjon av energibærere som biogass og flytende biodrivstoffer som etanol og butanol. Butanol anses til å være den mest realistiske bensin erstatter, på grunn av sine egenskaper som er nærmere lik bensin. Sammenlignet med etanol har butanol høyere energiinnhold, kan blandes med bensin og distribueres gjennom samme infrastruktur som bensin, og resulterer i lavere utslipp av volatile organiske syrer ved forbrenning.Det finnes få mikroorganismer som kan utnytte seg av polysakkarider som alginat til alkohol fermentering. Bruk av tare til butanolproduksjon krever derfor degradering av polysakkarider, som alginat, til enkle fermenterbare sukkermonomere. Tidligere studier har vist at fysisk og kjemisk forbehandling av biomasse, kan resultere i dannelse av biprodukter som kan ha en toksisk effekt på mikroorganismen. Disse kan inhibere cellevekst og utnyttelse av karbohydrater, samt produktdannelse. R3 er en bakteriekultur som er blitt forsket på ved Statoils forskningssenter for fermentering av butanol. R3 er en co-kultur som består av en Clostridium acetobytulicum og en Bacillus sp. Tidligere dyrkingsforsøk av co-kulturen på forbehandlet hydrolysat, viste for lavt produktutbyttet. Det er flere faktorer som kan påvirke produktutbyttet, dannelse av inhibitorer i hydrolysatet er en av dem. I denne sammenhengen var hovedmålet med oppgaven å teste kulturens toleranse for fire ulike inhibitorer. Inhibitorene som ble valgt var to furan derivater (HMF og furfural) og to karboksylerte syrer (levulinsyre og maursyre). HMF og furfural dannes ved degradering av, heksoser og pentoser henholdsvis, mens maursyre og levulinsyre dannes ved videre degradering av furan derivatene HMF og furfural. Studien ble utført ved en rekke vekstforsøk av R3 stammen på medier tilsatt ulike konsentrasjoner (0,5, 2 og 4 g/l) av de utvalgte inhibitorene. Effekten av inhibitorene på bakteriekulturen ble bestemt i forhold til målt cellevekst, substratomsetning og produktdannelse under fermenteringsprosessen. Lavere cellevekst ble observert ved alle inhibitorene, selv ved medier tilsatt den laveste konsentrasjonen (0,5 g/l). Forsøket med tilsatt inhibitorer viste at maursyre er den mest toksiske for R3, sammenlignet med levulinsyre og furan derivatene. Furfural ble vist til å være mer toksisk for R3 enn HMF, da produktdannelse ble observert kun ved medier tilsatt den laveste konsentrasjonen på 0,5 g/l furfural. Ved 2 g/l HMF ble det observert at sukkeropptaket ble benyttet mest til cellevekst og celle vedlikehold, enn til produktdannelse. Det ble også vist at HMF i fermenteringsmediet resulterer i lengre lagfase, noe som reduserer kulturens produktivitet.HPLC analyse for måling av inhibitorkonsentrasjon i medier, har vist dannelse av nye produkter samtidig som konsentrasjonen av HMF og furfural ble redusert. Produktene kunne ikke bli identifisert, da målt retensjonstid ikke var blant standardene som ble kjørt under analysen. Det er derfor antatt at produktene er furan alkoholer dannet ved degradering av HMF og furfural av bakteriekulturen til mindre toksiske komponenter. Det var også et ønske om å studere endring i proteinuttrykk til R3 stammen som funksjon av dyrking på ulike substrater. Dette ble gjennomført ved hjelp av 2 D-gelelektroforese. Bakteriekulturen ble dyrket på medier med enkle sukkerforbindelser glukose og mannose tilsatt hver for seg og i en blanding. Dette viste blant annet at bakteriekulturen vokser minst like godt på glukose som på mannose, og på enkle sukkermonomere som på en blanding av to. Sammenligningsforsøk av proteinuttrykk var ikke mulig å gjennomføre, da gelbildene var usammenlignbare på grunn av stor variasjon i kvaliteten. | nb_NO |
