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영어

Optimum culture conditions and medium composition for hydrogen production by Clostridium beijerinckii KCTC 1785 were investigated. Initial pH and temperature for growth were 7.0 and 35°C, respectively. Agitation accelerated the hydrogen production. Although C. beijerinckii KCTC 1785 could grow up to 6% (w/v) glucose in the medium, the optimum glucose concentration for hydrogen production was 4% and hydrogen content in the biogas was 37% (v/v). However, the economical glucose concentration for hydrogen production was 1% regarding to the residual glucose which was not used in the medium.
During hydrogen fermentation, acetic and butyric acid were produced simultaneously. High concentrations of acetic (>5,000 mg/L) or butyric (>3,000 mg/L) acid inhibited hydrogen production. When pH was maintained at 5.5 in the batch fermentation, 1,728 mL of hydrogen was produced from 0.5% glucose within 15 hr. H2 yield was estimated to be 1.23 mol H2/mol glucose. It was found that yeast extract or tryptose in the medium was essential for hydrogen production.

한국어

본 연구는 C. beijerinckii KCTC 1785의 배양배지 (RCM)에서 수소생산을 위한 최적화 조건을 탐색하고 수소생산을 위한 배지성분을 최적화하였다. 수소생산을 위한 최적초기 pH와 발효온도는 각각 7.0과 35℃이었고, 교반은 수 소생산을 가속화 시켰다. C. beijerinckii KCTC 1785는 6%(w/v)의 glucose 농도까지 성장할 수 있지만 4%의 glucose 농도에서 가장 많은 수소를 생산하였으며, 이 때 바이오가스 중 수소 함량은 37% (v/v)이었다. 그러나 배지내 잔여 glucose 양을 고려할 때 수소생산을 위한 최적 glucose 농도는 1%이었다. 발효가 진행되는 동안 수소가 생산됨과 동시에 acetic acid와 butyric acid가 동시에 생성되었으며, acetic acid와 butyric acid가 각각 5,000 mg/L과 3,000 mg/L 이상의 농도에서 수소생산을 저해하였다. 또한 발효조의 pH를 5.5로 계속 유지하였을 경우 15시간 동안 0.5% glucose로부터 1,728 mL의 수소를 생산하였으며 이 때 수소의 생산수율은 1.23 mol H2/mol glucose이었다. C. beijerinckii KCTC 1785의 성장에 있어서 yeast extract 또는 tryptose는 반드시 필요한 배지의 성분이었다.