Methanococcus
Trenutno je dostupna napredna tehnologija proizvodnje obnovljive energije. Međutim, da bismo
krenuli ka održivijoj energetskoj budućnosti, moramo razmotriti kako da u potpunosti
iskoristimo ogroman potencijal obnovljive energije, na primer, kroz tehnologiju koja
transformiše snagu u nešto drugo. Odnosno da primenimo procese anaerobne digestije. Šta to
zapravo znači? Uz pomoć mikroorganizama se vrši razlaganje bio-razgradivih materijala, pri
čemu nastaje metan, što je značajno u dobijanju npr. bio-gasa.
Methanococcus
je jedan od
mikroorganizama koji učestvuje u ovim procesima.
Karakteristike
Methanococcus pripada porodici Methanococcaceae. To je
metanogena, pokretna bakterija, nepravilnog kokoidnog oblika.
Metanogeni mikroorganizmi proizvode metan u anaerobnim
uslovima (uslovi bez prisustva kiseonika). Raznovrsni organizami
poznati kao metanogeni, mogu preživeti u različitim okruženjima.
Od slatke do slane vode. Nalaze se u močvarama, gde stvaraju
močvarni gas, na dnu mora i okeana i u digestivnom traktu životinja
i ljudi. Imaju nezamenljivu ulogu u tretmanu otpadnih voda. Neke
od vrsta koje pripadaju rodu
Methanoccocus
su:
M.aeolicis, M.
halophilus, M.jannaschi, M.maripaludis,
M.mazei, ,,M.thermophila’’, M. vannielii.
Primena i korisna uloga
Methanococcus
Količina i vrsta organske materije u vodi, pored abiotičkih uslova životne sredine, u velikoj meri
utiče na raznovrsnost i broj mikroorganizama. Okolnosti u jezerima za razvoj mikroorganizama
variraju u zavisnosti od godišnjeg doba, jer su njihove površine znatno manje od morske vode.
Nataloženi sitni pesak i organski ostaci u zoni bentosa, takođe poznatoj kao zona jezerskog
mulja, prilično su obilni.
Methanococcus
učestvuje u humifikaciji i dehumifikaciji jezerskog
mulja. Organski ostaci iz biljaka, životinja i planktona mogu se naći u jezerskom mulju.
Mineralizacija organskih materijala se dešava u anaerobnim uslovima, a glavni produkt koji
nastaje je metan "barski gas," koji se na površini izdvaja u vidu mehurića i odlazi u slobodnu
vodu.
Postoji više načina tretiranja otpadnih voda biološkim putem, ali jedan od najčešćih načina je
prečišćavanje aktivnim muljem. Aktivni mulj se sastoji od organske materije i mikroorganizama,
a najznačajnije su bakterije. Mulj za prečišćavanje je u flokulisanom-pahuljastom stanju.
Mikroorganizmi se hrane organskim materijama i na taj način prečiste vodu. 90% biorazgradivih
sastojaka se prevodi u gas, a samo 10% u biomasu.
Slika 1 Methanococcus jannaschii
Kao što je već spomenuto,
Methanococcus
ima veliku primenu u
proizvodnj bio-gasa procesom anaerobne digestije. AD
(anaerobna digestija) je bioproces koji se sastoji od četiri faze, a
to su: hodroliza, acidogeneza, acetogeneza i metanogeneza.
(Zheng i sur.,2014) . Ove faze se odvijaju istovremeno uz složeni
skup mikroorganizama. Tokom hidrolize enzimi hidrolitičkih
mikroorganizama razgradjaju složene organske materije (proteini,
ugljeni hidrati i lipidi) do jednostavnijih molekula (aminokiseline,
šećeri i masne kiseline). Nakon toga nastupaju acidogene
bakterije pri čemu nastaju niže masne kiseline(buterna,
propionska) i drugi proizvodi kao što su alkohol i mlečna kiselina.
Zatim acetogene bakterije prevode niže masne kiseline u sirćetnu
kiselinu, ugljen-dioksid i vodonik. Iz nastalih supstrata u
poslednjoj fazi metanogeni u procesu metanogeneze, proizvode
bio-gas. Stvaraju metan iz acetata, vodonika i ugljen-dioksida. Uz
to dodatno nastaje izvesna količina energije (toplota) i nove
biomase. Samo je nekoliko vrsta sposobno razgraditi acetat u CH
4
i CO
2
(npr.
Methanococcus mazei
), dok su sve metanogene
bakterije sposobne proizvesti metan iz CO
2 i
H
2
.
Među hidrogenotrofnim metanogenima,
Methanococcus
maripaludis
je modelni organizam koji brzo raste, višestruko je
sekvencioniran i može se genetski pratiti. Ima kapacitet da
transformiše CO
2
i H
2
u gorivo (CH
4
), koristan ekološki izvor energije. Zbog produženog razvoja
ćelija, ova konverzija se zapravo poboljšava kada slobodni azot služi kao jedini izvor azota.
Pored toga,
M. maripaludis
može biti modifikovan da bi se stvorila druga korisna jedinjenja kao
što su terpenoidi, vodonik, metanol i druge supstance.
Dakle, glavni proizvod anaerobne digestije je bio-gas, a njegovim prečišćavanjem se dobija
biometan. Biogas se uglavnom koristi za proizvodnju električne i toplotne energije, a biometan je
obnovljiva alternativa fosilnim gorivima, pa se i koristi u te svrhe. Kao ostatak od fermentacije
dobija se đubrivo visokog kvaliteta.
Šematski prikaz anaerobne razgradnje
