Miðbiksmat í líffræði - Antoine Moenaert

Streymi

Heiti ritgerðar: Erfðatækni til besturnar á framleiðslu verðmætra lífefna úr fjölsykrum brúnþörunga með frumsmiðju annars vegar og frumufrítt hins vegar með samvirkum ensímum

Doktorsefni: Antoine Moenaert

Doktorsnefnd:
Dr. Guðmundur Hreggviðsson, prófessor við Líf- og umhverfisvísindadeild HÍ og stefnumótandi sérfræðingur í líftækni hjá Matís
Dr. Eva Nordberg Karlsson, prófessor og sviðstjóri í líftækni í Háskólanum í Lundi, Svíþjóð
Dr Ólafur H. Friðjónsson, fagstjóri í líftækni hjá Matís

Ágrip

Notkun jarðefnaolíuefna sem eldsneytis og til framleiðslu grunnefnasambanda fyrir efnaiðnaðinn hefur skaðleg áhrif á umhverfið og loftslag. Menn líta því í auknum mæli á sjálfbæran lífmassa sem hráefni til framleiðslu á þessum efnum með aðferðum líftækninnar. Sérstaklega er horft til annarrar og þriðju kynslóðar lífmassa, lignósellulósa og þang/þara-lífmassa, þar sem fyrstu kynslóðar lífmassi, (korn og aðrar sterkjuríkar matjurtir), er ekki ákjósanlegar til þessarar framleiðslu vegna samkeppni við matvælaframleiðslu, land-, vatn- og áburðarnotkun. Kolvetnisríkur þriðju-kynslóðar lífmassi þang og þari sem vaxa í miklum mæli við strendur landsins er því sértaklega áhugavert hráefni fyrir Ísland til þessarar framleiðslu.
Brúnþörungar innihalda sykrur sem hefðbundnar framleiðsluörverur í líftækni, gersveppir og E. coli bakteríur, geta ekki nýtt til vaxtar né framleiðslu lífefna. Því líta menn til umhverfisörvera með svipgerðareiginleika sem henta betur. Þar á meðal eru ýmsar tegundir hitakærra baktería sem finna má á jarðhitasvæðum á Íslandi.
Í þessari rannsókn var unnið með stofn loftfirrtrar gerjandi bakteríu, Thermoanaerobacterium AK17, sem einangruð var á jarðhitasvæði við Kröflu. Gerjunargeta hans á forunnu þangi, þangmjöli, var könnuð . Enn fremur var stofninn rannsakaður með tilliti til gerjunar á mannitóli, glúkósa, og fásykrum sem verða til við vatnsrof fjölsykrunnar laminarin, sem finnst í brúnþörungum. Efnaskiptaferill etanól-framleiðslu var síðan bestaður með því að slá út myndun aukaefna, ediksýru og mjólkursýru, með aðferðum líftækninnar.
Brúnþörungar innihalda fjölsykruna, alginat í miklu magni sem hingað til hefur verið nýtt sem gelefni í ýmsum iðnaði. Framleiðsla á alginati úr brúnþörungalífmassa er vel þróað ferli og framleiðslugeta er umfram núverandi notkun. Jafnframt er hægt að auka hana umtalsvert með magnræktun á brúnþörungum. Því voru kannaðir möguleikar á því að framleiða iðnaðar-grunnefnið 2-dehydro-3-deoxy-D-gluconate (KDG) úr alginati og laminarin. Frumufrír framleiðsluferill var hannaður sem nýtir samvirk ensím við framleiðslu á KDG. Valin voru ensím fyrir hvert skref ferilsins og eiginleikar þeirra kannaðir með tilliti til skilvirkrar framleiðslu á KDG