Метанопродукция мезофильных бактериальных сообществ, выделенных из отходов животноводческих комплексов

Проблематика. Розглянуто перспективні субстрати для розробки біологічних препаратів у технологіях одержання біогазу. Мета дослідження. Метою роботи є виділення з відходів тваринництва (гноївки свиноферми, курячого посліду, ферментованих відходів) накопичувальних культур мезофільних анаеробних бактеріальних угруповань, оцінка їх продуктивності за метаном, виділення та ідентифікація культур метаногенних бактерій. Методика реалізації. Культури бактерій вирощували в анаеробних умовах на рідкому та агаризованому середовищах Жиліної з додаванням ацетату натрію за температури +33 ± 2 ºC. Склад газоподібних метаболітів аналізували на газовому хроматографі ЛХМ-8МД. Зразки культури, відібраної в потоці аргону, фіксували, забарвлювали за Грамом і мікроскопували. Результати дослідження. Всі виділені накопичувальні культури достатньо ефективно продукували метан, з 12-ї доби культивування у флаконах містилось 10–15 об. % метану. Наприкінці експерименту найвищі показники продукції метану (28 об. %) мали накопичувальні культури бактеріальних угруповань, виділені з ферментованих відходів тваринництва. Культури метаногенних бактерій одержали серією пересівів на рідке та тверде живильні середовища з додаванням амоксициліну. Було ідентифіковано представників родів Methanosarcina та Methanosaeta. Висновки. Одержані культури є перспективними для розробки бактеріальних препаратів та їх подальшого використання в біогазових технологіях.Background. The perspective substrates for elaboration of biopreparations in biogas technologies were considered. Objective. The aim of the study is selection from farm wastes (pig manure, chicken excrements and fermented farm wastes) storage cultures of mesophilous bacteria communities, comparative analysis of methane producing, selection and identification of methane-producing bacteria cultures. Methods. Bacteria cultures were grown in anaerobic conditions on liquid and solid Zhylina nutrient media with addition of sodium acetate under temperature +33 ± 2 ºC. Content of gaseous metabolites was estimated by using gas chromatograph LHM-8MD. Culture patterns were taken in argon flow, were fixed, Gram stained and viewed in light microscope. Results. All selected storage cultures efficiently produced methane, about 10—15 vol. % of methane has been accumulated in bottles since the 12th day of cultivation. Cultures selected from fermented wastes had high yields of methane emission is about 28 vol. %. Cultures of methane-producing bacteria were received by passages on liquid and solid nutrient media with addition of amoxicillin. Bacteria of Methanosarcina and Methanosaeta genus were identified. Conclutions. Obtained cultures are perspective ones for elaboration of bacterial preparations and their further using in biogas technologies.Проблематика. Рассмотрены перспективные субстраты для разработки биологических препаратов в технологиях получения биогаза. Цель исследования. Целью работы было выделение из отходов животноводства (навоза свинофермы, куриного помета, ферментированных отходов) накопительных культур мезофильных анаэробных бактериальных сообществ, оценка их продуктивности по метану, выделение и идентификация культур метанобразующих бактерий. Методика реализации. Культуры бактерий выращивали в анаеробных условиях на жидкой и агаризованной средах Жилиной с добавлением ацетата натрия при температуре +33 ± 2 ºC. Состав газообразных метаболитов определяли на газовом хроматографе ЛХМ-8МД. Образцы культуры, отобранные в потоке аргона, фиксировали, окрашивали по Грамму и микроскопировали. Результаты исследования. Все выделенные накопительные культуры достаточно эффективно продуцировали метан, на 12-е сутки культивирования во флаконах содержалось около 10–15 об. % метана. В конце эксперимента самые высокие показатели продукции метана (28 об. %) имели накопительные культуры бактериальных сообществ, выделенные из ферментированных отходов животноводства. Культуры метаногенных бактерий получили путем серии пересевов на жидкую и твердую питательные среды с добавлением амоксициклина. Были идентифицированы представители родов Methanosarcina и Methanosaeta. Выводы. Полученные культуры являются перспективными для разработки бактериальных препаратов и их последующего использования в биогазовых технологиях

Towards a Biomanufactory on Mars

A crewed mission to and from Mars may include an exciting array of enabling biotechnologies that leverage inherent mass, power, and volume advantages over traditional abiotic approaches. In this perspective, we articulate the scientific and engineering goals and constraints, along with example systems, that guide the design of a surface biomanufactory. Extending past arguments for exploiting stand-alone elements of biology, we argue for an integrated biomanufacturing plant replete with modules for microbial in situ resource utilization, production, and recycling of food, pharmaceuticals, and biomaterials required for sustaining future intrepid astronauts. We also discuss aspirational technology trends in each of these target areas in the context of human and robotic exploration missions