Microbial Communities of Food Waste Fermentation Process with Different Concentration of Nitrogen = Microbial Communities of Food Waste Fermentation Process with Different Concentration of Nitrogen
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2015
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KDC
500
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학술저널
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75-77(3쪽)
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I. Introduction
Recently, the world focuses on the development of a clean energy for our environment because of shortage of fossil fuel and pollution problem. Hydrogen is one of the clean energy. Bio-hydrogen gas production has received a wide spread attention due to its potential as a powerful fuel. Although the biological production of hydrogen gas from organic matters has not been studied intensively, it has become an exciting new area of technology that offers a chance to use hydrogen from a variety of renewable resources. In this study, the effects of nitrogen concentration and microbial community were investigated in the fermentative hydrogen production of food waste.
II. Materials and methods
Hydrogen production experiments were conducted in a 1.5L batch reactor at 30℃. pH of the food waste was adjusted to 5.52) by the addition of 3N aqueous KOH. The produced gas was collected by the biogas collector filled with 2% aqueous H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> (v/v) solution. The batch reactor is shown at Fig. 1. To analyze the complexity of the hydrogen-producing microbial community, DNA was extracted from the microorganisms in the reactor. The 16s rDNA fragments were amplified by PCR using 341f and 518r as primers followed by separation of denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). Each band on the DGGE profile represented a gene fragment of unique 16s rDNA sequences, each of which was analyzed using the BLAST program for identification of each species in the microbial community.
III. Result and discussion
Hydrogen gas production(Ph) and maximum hydrogen production rate(Rh) of the food waste fermentation with deferent concentration of nitrogen were calculated using a modified Gompartz equation1) at Table 1. Peak hydrogen production potential value (1309.5mL) occurred at 600mg/L of nitrogen concentration with 1000 mg NaCl/L. R-square values for regression analysis were shown over 92% for this experiment.
PCR-DGGE analysis on 16S rDNA was attempted to investigate the effects of nitrogen concentration on microbial community responsible for hydrogen production. PCR-DGGE profiles of the samples showed various band patterns in Fig. 2. Based on band intensities, Band 9 and 11 of the sample with 600 mg/L nitrogen concentration was distinctly observed. Band 9, 11 were confirmed as Clostiridium and Band 1, 7 were confirmed as Enterococcus and Hydrogenoanaerobacterium respectively.
IV. Conclusion
1) Peak hydrogen production potential value (1309.5mL) occurred at 600mg/L of nitrogen concentration with 1000mg NaCl/L.
2) The analysis shows that most microbe were identified as clostridium and enterobacter. Especially clostridium was founded in 600 mg/L nitrogen concentration.
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