باکتریهای فتوسنتزی بی هوازی می توانند از انرژی حاصل از نور و ترکیبات آلی برای تولید الکترون استفاده کنند. این باکتریها حاوی رنگدانه هایی هستند که نسبت به نور واکنش نشان می دهند و انرژی نور از طریق آنها جذب شده و به پتانسیل شیمیائی تبدیل می شود. این پتانسیل شیمیائی تولید شده سپس در متابولیزم میکروبی به کار گرفته می شود. بنابراین، در این سلولهای باکتریایی رنگدانه ها نقش مهمی در توانایی جذب نور ارگانیزم ایفا می کنند. شدت نور روی رشد سلول و تولید محصول تاثیر می گذارد. با وجود آنکه شدت نور زیاد رشد سلول را به دلیل جذب منابع آلی در حضور نور افزایش می دهد، اما شدت نور اضافی می تواند فعالیت متابولیکی باکتری را کاهش دهد. در این موارد، رنگ زیاد رنگدانه ها مانع از نفوذ کامل نور به درون سلول می گردد [۷۰]. در نتیجه، شدت نور بهینه عامل مهمی است که می بایست به درستی تعیین شود. بدین منظور، نجف پور و یونسی [۷۰] تاثیر شدت نور (۵۰۰، ۱۰۰۰ و ۱۵۰۰ لاکس^[۸۴]) را روی متابولیزم سلولی و تولید H₂ در محیط کشت ناپیوسته روبروم مورد بررسی قرار دادند. همچنین، غلظت استات به عنوان منبع کربنی در حضور گاز سنتز در محیط کشت تغییر داد شد (۱، ۵/۱ و ۲ گرم در لیتر). نتایج این تحقیق نقش اساسی غلظت استات در تکثیر سلول و همچنین تاثیر شدت نور روی غلظت سلول را تائید کرد. از نتایج حاصله چنین استنباط شد که هر دو منبع انرژی یعنی نور و استات، برای فراهم کردن الکترون برای باکتری جهت تولید هیدروژن لازم و ضروری بودند. هرچند، هنگامی که شدت نور یا غلظت استات از حد لازم بیشتر می شد رشد سلولی کند می گردید. در این آزمایش، حداکثر میزان تبدیل ۹۸% برای CO و بازده ۸۶% H₂ از CO با ۵/۱ گرم در لیتر استات و در شدت نور ۱۰۰۰ لاکس حاصل گردید. جانگ و همکارانش^[۸۵] [۷۱] نیز اثر نور را روی رشد و تولید محصول باکتری رودوسودومونا پالوستریسP4 ^[۸۶]را روی CO به عنوان تنها منبع کربنی مورد بررسی قرار دادند. با توجه به ویژگی بارز گونه رودوسودومونا، این باکتری بی هوازی اختیاری می توانست به صورت فتواتوتروف یا کموهترتروف رشد کند اما تشکیل رنگدانه های ارغوانی تنها در شرایط فتواتوتروف اتفاق می افتاد. این مساله، با عدم رشد باکتری در غیاب نور تائید شد که نشان می داد این باکتری به نور احتیاج دارد و نمی تواند CO را به عنوان منبع انرژی مصرف کند. هنگامی که نور برای باکتری فراهم گردید، رشد سلول و مصرف CO سریع بود، اما هیچ هیدروژنی تولید نشد تا زمانی که نور برداشته شد. از این نتایج چنین استنباط گردید که حذف نور برای شروع تولید H₂ همراه با مصرف CO از طریق واکنش جابجائی آب-گاز لازم بود. در این فرایند مقداری ATP سنتز می شود که سلولهای P4 انرژی مورد نیاز برای نگهداری خود را از آن تامین می کردند.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

باکتریهای استوژنیک
سه دسته از باکتریها در فرایندهای بی هوازی استات تولید می کنند که عبارتند از باکتریهای تخمیرکننده^[۸۷]، سینتروفیک استوژنها^[۸۸] و همواستوژنها^[۸۹]. باکتریهای تخمیرکننده و استوژنها قادر به تولید استات، H₂، CO₂ و محصولات دیگر هستند، درحالیکه همواستوژنها H₂ و CO₂ را مصرف می کنند تا استات تولید کنند [۴۴, ۷۲, ۷۳]. باکتریهای همواستوژنیک که استوژن نیز نامیده می شوند، می توانند روی H₂ و CO₂ به عنوان منبع کربن و انرژی رشد کنند و کاهیده شدن CO₂ به استات با سنتز ATP همراه است [۷۴].
استوژنها باکتریهای لزوما بی هوازی هستند که قادرند به صورت کمولیتوارگانوتروف^[۹۰] بر روی سوبستراهای مختلف از جمله ترکیبات تک کربنی نظیر منوکسید کربن، دی اکسید کربن و هیدروژن، فرمات و متانول رشد کنند و آنها را در شرایط دما و فشار محیطی به اسیدهای چرب فرار و الکل مانند استات، بوتیرات و اتانول تبدیل کنند [۲۱, ۲۶, ۲۷, ۷۵]. برخی از باکتریهای استوژنیک عبارتند از کلستریدیوم ترمواستیکوم، کلستریدیوم فرمیکواستیکوم، ایوباکتریوم لیمسوم، استوباکتریوم وودی، استوژنیوم کیوی،کلستریدیوم ترمواتوتروفیکوم، کلستریدیوم لانگالی و بوتیریباکتریوم متیلوتروفیکوم [۲۴, ۷۵, ۷۶]. لیستی از باکتریهای استوژنیک مختلفی که برای تولید استات، اتانول، بوتیرات و بوتانول استفاده می شوند و مختصری از شرایط به کار گرفته شده برای تخمیر گاز سنتز در جدول ۲-۳ ارائه شده است.
جدول ‏۲‑۳ : تولید سوختهای بیولوژیکی با بهره گرفتن از باکتریهای استوژنیک