Screening of Clostridium sp. For biohydrogen production from synthetic wastewater - Chonticha Srimawong (Chulalongkorn University, 2022)
ในงานวิจัยมีความมุ่งหมายเพื่อคัดแยกเชื้อคลอสทริเดียมสปีชีส์ใหม่เพื่อนำมาผลิตไฮโดรเจนให้ได้ผลผลิตสูง และสามารถใช้สารตั้งต้นที่หลากหลายได้ รวมถึงของเสียอินทรีย์ เช่น ของเสียจากอุตสาหกรรมเกษตร เป็นต้น โดยงานนี้ได้ทำการแยกเชื้อกลุ่มที่สามารถผลิตเอนโดสปอร์จากแหล่งธรรมชาติและจากของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม ได้แก่ ป่าชายเลน น้ำพุร้อน และโรงงานมะพร้าว ซึ่งจากผลการวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีน 16S rRNA พบว่าเชื้อที่แยกมาได้มี Clostridium spp. และ Paenibacillus spp. จำนวนมาก เมื่อเปรียบเทียบค่าไฮโดรเจนที่เชื้อผลิตจากการหมักแบบกะ (ฺbatch fermentation) จึงเลือกเชื้อสองสายพันธุ์ที่สามารถผลิตไฮโดรเจนได้ดีที่สุดมาศึกษาต่อ ได้แก่ สายพันธุ์ CUEA01 และ CUEA03 หลังจากทำการหาลำดับนิวคลีโอไทด์ของจีโนมของเชื้อพบว่า CUEA01 เป็นเชื้อสปีชีส์ใหม่ ซึ่งได้ตั้งชื่อว่า C. hydrogenum และขณะที่เชื้อ CUEA03 คือเชื้อ C. felsineum โดยเชื้อทั้งสองสามารถโตและผลิตไฮโดรเจนได้ดีในสภาวะที่เป็นด่าง ผลการศึกษาจีโนมของเชื้อทั้งสองพบว่ามียีนที่สามารถถอดรหัสได้เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตไฮโดรเจน และการใช้แหล่งคาร์บอนชนิดต่างๆ และจากผลการศึกษาหาสภาวะที่เหมาะสมต่อการผลิตไฮโดรเจนของเชื้อทั้งสองพบว่าสภาวะที่เหมาะสมต่อการผลิตไฮโดรเจนของเชื้อ CUEA01 คือ 37 °C, pH 8, และความเข้มข้นน้ำตาลที่ 10 g/L ขณะที่สายพันธุ์ CUEA03 คือที่ 30 °C pH 9,  ความเข้มข้นน้ำตาลที่ 35 g/L ซึ่งจะให้ค่าไฮโดรเจนสะสมสูงสุดต่อลิตรเท่ากับ 3264 mL/L (3.11 molH2/molglucose) และ 5425 mL/L (1.70 molH2/molglucose) ตามลำดับ นอกจากนี้เชื้อทั้งสองยังสามารถใช้สารตั้งต้นที่หลากหลายในการผลิตไฮโดรเจนได้ เช่น ไซโลส แมนโนส อะราบิโนส แมนโนส ซูโครส อวิเซล แป้งมันสำปะหลัง เป็นต้น นอกจากนี้ได้มีการนำเอาของผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมและวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร ได้แก่ กากน้ำตาล กากมันสำปะหลัง และ ฟางข้าว มาใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตไฮโดรเจนแทนแหล่งคาร์บอน โดยพบว่าเชื้อ CUEA01 สามารถผลิตไฮโดรเจนจากของเสียทั้งสามได้และสามารถผลิตไฮโดรเจนให้ปริมาณไฮโดรเจนสะสมที่  4639 mL/L จากกากน้ำตาล และ 4024 mL/L จากกากมันสำปะหลัง ในขณะที่ CUEA03 สามรถผลิตไฮโดรเจนจากกากน้ำตาลได้ไฮโดรเจนสะสมผลผลิตที่ 5187 mL/L ดังนั้นแสดงให้เห็นว่าเชื้อทั้งสองมีศักยภาพที่จะนำมาใช้ในการผลิตไฮโดรเจนจากของเสียของเสียอินทรีย์ที่จะช่วยลดขั้นตอนทางกระบวนการทางชีวภาพและยังเป็นการบำบัดของเสียร่วมกับการผลิตพลังงานสะอาดซึ่งเป็นเป้าหมายของพลังงานในอนาตค