In der aktuellen Studie demonstrieren Julian Tix, Gustav Zimpel, Roland Ulber und Nils Tippkötter die signifikante Steigerung der Succinatproduktion durch die kontinuierliche Begasung mit molekularem Wasserstoff in einem anaeroben Bioreaktorsystem.
Das Verfahren basiert auf einer streng anaeroben Fermentation von Actinobacillus succinogenes im 2-L-Rührkesselbioreaktor. Durch die simultane Fumigation mit H₂ und CO₂ wird die Verfügbarkeit externer Reduktionsäquivalente erhöht, die über membranständige Hydrogenasen direkt in den reduktiven C₄-Stoffwechsel einfließen.
Die Ergebnisse im Überblick:
– Steigerung der Ausbeute auf 0.79 ± 0.07 g·g⁻¹ (Kontrolle: 0.70 ± 0.03 g·g⁻¹)
– Erhöhung des Titers nach 48 h auf 17.86 g·L⁻¹ (Kontrolle: 13.84 g·L⁻¹)
– CO₂-Fixierung von 0.67 ± 0.04 mol pro 2-L-Reaktor
– Verbesserte Produktselektivität: 72 % Succinat gegenüber 62 % unter CO₂-Only-Bedingungen
– Schnellere Glukoseaufnahme und Verdopplung der Produktivität in den ersten 24 h
Diese Arbeit zeigt, dass H₂ als effektive, kostengünstige und erneuerbare Elektronenquelle genutzt werden kann, um die CO₂-basierte Succinatproduktion signifikant zu steigern. Damit eröffnet die Studie einen vielversprechenden Weg zur Kopplung von Power-to-X, CO₂-Verwertung und mikrobieller Fermentation.