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WO2010115424A1 - Methanogene mikroorganismen zur erzeugung von biogas - Google Patents

Methanogene mikroorganismen zur erzeugung von biogas Download PDF

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Publication number
WO2010115424A1
WO2010115424A1 PCT/DE2010/075035 DE2010075035W WO2010115424A1 WO 2010115424 A1 WO2010115424 A1 WO 2010115424A1 DE 2010075035 W DE2010075035 W DE 2010075035W WO 2010115424 A1 WO2010115424 A1 WO 2010115424A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
microorganism
nucleotide sequence
microorganisms
culture
species
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2010/075035
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Doris Schmack
Monika Reuter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schmack Biogas GmbH
Original Assignee
Schmack Biogas GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schmack Biogas GmbH filed Critical Schmack Biogas GmbH
Publication of WO2010115424A1 publication Critical patent/WO2010115424A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023—Methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205—Bacterial isolates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the invention relates to processes for the production of biogas from biomass using methanogenic microorganisms and methanogenic microorganisms per se.
  • Biogas plants produce methane through a microbial decomposition process of organic substances.
  • the biogas is produced in a multi-stage process of fermentation or digestion by the activity of anaerobic microorganisms, i. in the absence of air.
  • the organic material used as fermentation substrate has a high molecular structure from a chemical point of view, which is degraded in the individual process steps of a biogas plant by metabolic activity of microorganisms to low molecular weight building blocks.
  • the populations of microorganisms which are active in the fermentation of the organic fermentation substrate have hitherto been insufficiently characterized.
  • exoenzymes e.g., cellulases, amylases, proteases, lipases
  • exoenzymes e.g., cellulases, amylases, proteases, lipases
  • the gaseous products formed besides consist predominantly of carbon dioxide.
  • hydrolysis products eg mono-, disaccharides, di-, oligopeptides, amino acids, glycerol, long-chain fatty acids
  • hydrolysis products eg mono-, disaccharides, di-, oligopeptides, amino acids, glycerol, long-chain fatty acids
  • short chain fatty or carboxylic acids such as butter , Propion and Acetic acid
  • short-chain alcohols such as ethanol
  • gaseous products hydrogen and carbon dioxide hydrogen and carbon dioxide.
  • acetogenesis such as acetic acid but also other substrates such as methanol and formate are converted by methane-forming organisms in the obligate anaerobic methanogenesis to methane and CO 2 .
  • the average amount of methane produced (methane productivity in standard cubic meters per m 3 working volume and day) of biogas plants is between 0.25 and 1, 1 Nm 3 CH 4 / m 3 d, with most plants having a methane productivity in the range from 0.50 to 0, 75 Nm 3 CH 4 / m 3 d (from "Results of the Biogas Measurement Program", 2005, Hrsgb, Agency for Renewable Resources, Gülzow)
  • Substrate-specific methane yields (expressed in standard cubic meters per ton fed substrate) have a very large value range between about 16 and 206 Nm 3 CH 4 A, because the substrates used to operate biogas plants are very different (eg manure or animal excreta, waste from food production or green waste, renewable raw materials such as silage maize or sugar beet pulp) and consequently very different energy contents (from "Results of the Biogas Measurement Program", 2005, Hrsgb.
  • the highest possible volume loading of the fermenter should be achieved.
  • the average room loads (expressed in kg of dry matter per cubic meter per day), under which biogas plants are operated, are 1 to 3 kg oTR / m 3 d, whereby one-stage systems usually have higher room loads than multi-stage systems and a room load of 5 , 7 kg oTR / m 3 d was the highest value that was measured (from "Results of the Biogas Measurement Program", 2005, Hrsgb. Agency for Renewable Resources, Gülzow).
  • the volume loading of a fermenter is the amount of substrate fed to the fermenter, expressed in kilograms of dry organic matter per cubic meter of fermenter volume and per day.
  • the amount of biogas produced depends strongly on the volume load of the fermenter, with increasing space load an increasingly larger amount of biogas is generated.
  • a high space load makes the process of biogas production increasingly economically viable, but on the other hand leads to an increasing destabilization of the biological processes of fermentation.
  • biogas is understood to mean the gaseous product of the anaerobic biodegradation of organic substrates, which generally contains about 45-70% of methane, 30-55% of carbon dioxide, and small amounts of nitrogen, hydrogen sulphide and other gases.
  • fermentation or “fermentation” in the context of the present invention include both anaerobic and aerobic metabolic processes which, under the action of microorganisms in a technical process from the supplied substrate to produce a product, e.g. Lead biogas.
  • a differentiation from the term “fermentation” is given insofar as it is exclusively an annaerobic process.
  • a “fermenter” is understood to mean the container in which the microbiological degradation of the substrate takes place with simultaneous formation of biogas.
  • the terms “reactor”, “fermenter” and “digester” are used interchangeably.
  • growth substrate or “substrate” in the context of the present invention means organic and biodegradable material which is added to the fermenter for fermentation.
  • Substrates can be renewable raw materials, farm fertilizers, substrates from the processing agricultural industry, organic municipal residues, slaughter residues or green waste.
  • Examples of the above-mentioned substrates are maize silage, rye silage, sugar beet pulp, molasses, grass silage, cattle or pig manure, cattle, pig, chicken or horse dung, spent grains, apple, fruit or vine pomace, cereal, potato or fruit vat.
  • fertilization residue or "digestate” is understood to be the residue of the biogas production leaving the fermenter and often stored in its own container.
  • volume loading is the amount of organic dry matter (oTS) supplied to the fermenter per day and cubic meter (m 3 ) working volume in kg.
  • organic dry substance (o-TS) is understood as meaning the anhydrous organic fraction of a substance mixture after removal of the inorganic constituents and drying at 105 ° C.
  • dry matter content is stated in% of the substrate.
  • constitutional time is understood to mean the average residence time of the substrate in the fermenter.
  • specific biogas yield or “specific methane yield” is used to denote the amount of biogas or methane produced (stated in standard cubic meters of Nm 3 gas) divided by the amount (as a rule per tonne) of organic dry substance used or substrate understood.
  • nucleotide sequence encompasses both the DNA sequence and the corresponding RNA sequence,
  • RNA sequences given in the invention using bases A, U, C, G also refer to the corresponding DNA sequences using bases A, T, C, G and vice versa.
  • nucleotide sequence of a microorganism by means of a standardized process by which the individual nucleotides of the DNA or RNA of the microorganism can be detected with high accuracy.
  • individual positions can repeatedly be present in a sequence for which the determination of the nucleotide present at the respective position was not possible with sufficient accuracy.
  • the letter "N” is indicated in the nucleotide sequence in the context of the present invention. If the letter "N" is subsequently used in a nucleotide sequence, this stands as an abbreviation for any conceivable nucleotide, that is to say A, U, G or C. in the case of a ribonucleic acid or for A, T, G or C in the case of a deoxyribonucleic acid.
  • nucleotide mutation means a change in the starting nucleotide sequence, whereby individual nucleotides or a plurality of nucleotide sequences which are directly consecutive or interrupted by unaltered nucleotides may be deleted, added (insertion or addition) or replaced by others (substitution)
  • substitution means any combination of individual variations called.
  • deletion means the removal of 1, 2 or more nucleotides from the respective starting sequence.
  • insertion or “addition” as used herein means the addition of 1, 2 or more nucleotides to the respective starting sequence.
  • substitution as used herein means the replacement of a nucleotide present at a particular position by another.
  • microorganism is understood to mean microscopically small organisms, which as a rule are single-celled organisms but may also be multicellular organisms Examples of microorganisms are bacteria, microscopic algae, fungi or protozoa.
  • the terms "genus” of microorganisms, "type” of microorganisms and “strain” of microorganisms are understood to mean the corresponding basic category of biological taxonomy, in particular the phylogenetic classification of genera, species and strains of
  • Microorganisms are u.a. identified and distinguished by their RNA sequences.
  • a certain species or a particular strain fall not only microorganisms with a very specific RNA sequence, but also to a certain extent their genetic variants, the genetic variance in the series strain, species, genus increases ,
  • culture refers to an accumulation of microorganisms under established conditions which ensure the growth or at least the survival of the microorganisms, for example enrichment cultures or pure cultures, liquid cultures as well as cultures on solid media such as nutrient media also permanent crops such as frozen glycerin cultures, immobilized cultures such as gel cultures or highly concentrated cultures such as cell pellets.
  • the term "pure culture" of a microorganism is understood to mean the progeny of a single cell, which is produced by a multi-stage process from a mixture isolated from various microorganisms.
  • the multi-step process involves the separation of a single cell from a cell population and requires that the colony resulting from the cell through growth and cell division also remain separate from other single cells or colonies. By careful separation of a colony, resuspension in liquid and repeated spreading, pure cultures of microorganisms can be selectively obtained.
  • the isolation of a pure culture can also be carried out in liquid nutrient media, provided that the desired organism outnumbered in the starting material.
  • mixed culture is understood to mean a mixture of different microorganisms, but natural populations of microorganisms are usually mixed cultures, but mixed cultures can also be produced artificially, for example by combining several pure cultures.
  • the object of the invention is to provide a process for the production of biogas, which allows an increased compared to the prior art yield of methane.
  • the question of whether the production of biogas in a given fermenter under certain conditions is satisfactory, can not be judged solely on the basis of the absolute amount of biogas produced.
  • the amount of biogas produced depends strongly on the amount of substrate supplied, especially on the amount of organic dry matter that is introduced into the fermenter. This is expressed in the measuring parameters "room load” and "specific gas yield", which thus constitute a particular importance for the efficiency of a plant. If instabilities of the fermentation process occur, such as a decrease in the pH, a strong increase in the formation of volatile fatty acids or the accumulation of inhibitors such as ammonia or hydrogen sulfide, the specific gas yield decreases.
  • composition of the microbial populations in the various fermentation substrates as well as the development of the organism composition during the fermentation process is largely unknown, but very variable and subject to a complicated dynamic process, which is also influenced by the respective process conditions.
  • various methods are known to those skilled in the art, for example, in the review article by Amann et al. (Microbiol. Review., 59, 143-169, 1995).
  • a preferred method of determining the microorganism composition independent of prior culture of the microorganisms is to construct a rDNA clone library (e.g., based on 16S rRNA) after nucleic acid extraction and PCR, which can then be sequenced.
  • a rDNA clone library e.g., based on 16S rRNA
  • the composition of the microbial population in the fermentation substrate can be determined, for example, by in situ hybridization with specific fluorescence-labeled oligonucleotide probes.
  • Suitable rRNA-based oligonucleotide probes are known from the review mentioned above or may be prepared, for example, by probe base (Loy et al., 2003, Nucleic Acids Res.
  • a quantitative determination of the proportion of individual microorganisms in the total population can be carried out in a suitable manner with the methods of quantitative dot blot, in situ hybridization or whole cell hybridization.
  • the addition of the bacterial culture can be carried out in the form of a liquid culture suspension, preferably in an enrichment or selection medium or in the form of dry, freeze-dried or moist cell pellets.
  • the cell concentrations achieved in enriched cultures are in a concentration range of about 10 6 cells per ml of culture to about 10 13 cells per ml of culture.
  • a preferred embodiment is also an immobilized culture of microorganisms.
  • natural or synthetic polymers can be used as carrier materials on which the particular microorganism is immobilized.
  • Gel-forming polymers are preferably used. These have the advantage that bacteria can be taken up or stored within the gel structure. Preferably, those materials are used which dissolve slowly in water or are degraded, so that the release of the respective microorganism takes place over a longer period of time.
  • suitable polymers are polyaniline, polypyrrole, polyvinylpyrrolidone, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene, polypropylene, epoxy resins, polyethyleneimines, polysaccharides such as agarose, alginate or cellulose, ethylcellulose, methylcellulose, carboxymethylethylcellulose, cellulose acetates, alkali cellulose sulfate, copolymers of polystyrene and maleic anhydride , Copolymers of styrene and methyl methacrylate, polystyrenesulfonate, polyacrylates and polymethacrylates, polycarbonates, polyesters, silicones, cellulose phthalate, proteins such as gelatin, gum arabic, albumin or fibrinogen, mixtures of gelatin and water glass, gelatin and polyphosphate, gelatin and copolymers of maleic anhydride and methyl vinyl ether, Cellulose acetate butyrate
  • Alginates as Immobilisate prove to be particularly advantageous because they do not have a negative influence on the activity of the microorganisms and because they are slowly degraded by other microorganisms. Due to the slow degradation of the alginate immobilizates, the trapped microorganisms are gradually released.
  • the microorganisms are mixed with a polymer gel and then cured in a suitable hardener solution. For this they are first mixed with a gel solution and then dropped into a hardener solution of suitable height.
  • a suitable hardener solution of suitable height.
  • microorganisms described in more detail below have properties, as a result of which the addition of the microorganisms during a fermentation to produce biogas has a positive effect on the amount of biogas produced, especially biomethane, which significantly increases the profitability of the respective plants.
  • microorganisms suitable for this purpose can take place at any desired point in time of the fermentation process; in particular, the microorganisms can be used to inoculate fermentation substrate during initial startup or restart of a fermenter. All of the microorganisms described in more detail below can be used to inoculate fermentation substrate.
  • the microorganisms according to the invention may be added in the form of a culture once or several times at regular or irregular intervals, but preferably weekly or monthly, more preferably daily or twice weekly, in a suitable concentration and amount. Suitable concentrations of microorganisms and amounts added are explained in the specific embodiments.
  • the microorganisms are added even in case of disturbances in the fermentation process to stabilize the fermentation.
  • Such disorders can be detected early by monitoring certain characteristic parameters of the fermentation.
  • Characteristic parameters provide information about the quality of an ongoing fermentation process for the production of biogas.
  • Such characteristic parameters are not only the amount of biogas produced and the methane content of the biogas produced but also, for example, the hydrogen content of the biogas produced, the pH of the fermentation substrate, the redox potential of the fermentation substrate, the carboxylic acid content of the fermentation substrate, the proportions of various carboxylic acids in the fermentation substrate, the hydrogen content of the fermentation substrate, the proportion of dry matter in the fermentation substrate, the proportion of the organic dry matter in the fermentation substrate, the viscosity of the fermentation substrate and the volume loading of the fermentation reactor. All the microorganisms described in more detail below can be added in case of disturbances of the fermentation process to stabilize the fermentation.
  • additional biomass is added to the fermentation reactor in a timely manner to the addition of the microorganisms described below.
  • Timely addition of additional biomass may occur within a period of 1 second to 3 days after addition of microorganisms, or it may occur simultaneously with the addition of microorganisms.
  • the space load in the fermentation reactor by continuous The addition of new substrate continuously increased or kept approximately constant, the fermentation at all room loads, preferably at a space load of ⁇ 0.5 kg of organic dry matter per m 3 and day [kg oTS / m 3 d], more preferably at a space load of ⁇ 4.0 kg oTS / m 3 d and particularly preferably at a volume load of ⁇ 8.0 kg oTS / m 3 d, which is more than double the increase in average room load compared to the current state of the art.
  • the space load in the fermentation reactor is continuously increased by the continuous addition of biomass.
  • fermentation substrate and microorganisms are added continuously.
  • the continuous operation of a fermentation reactor should result in a stable microbial biocenosis to a continuous production of biogas, the exposure of the substrate addition to the fermentation should be reduced as a result of a process disturbance.
  • all the microorganisms described in more detail below can be used.
  • a fermentation microorganism may be added to the fermentation substrate at regular intervals At regular intervals leads to an increase in the wardzelliere and thus to an improved course of methane formation.Also in this embodiment of the present invention, all microorganisms described in more detail below can be used.
  • the production of biogas from biomass takes place with constant mixing of the fermentation substrate. Due to the constant mixing of the fermentation substrate, the added cultures of microorganisms can be better distributed in the fermentation substrate. In addition, the biogas formed can be better removed from the fermentation process.
  • the constant mixing of the fermentation substrate also leads to a uniform heat distribution in the fermentation reactor.
  • Measurements of the temperature in the fermentation reactor carried out at periodic intervals, but also continuously were showed that the fermentation substrate is fermented efficiently in a temperature range from 2O 0 C and 8O 0 C, preferably at about 35 0 C to 60 0 C, more preferably at 4O 0 C to 50 0 C. These temperature ranges are therefore preferred in the context of the present invention in connection with all the microorganisms described in more detail below.
  • the last stage of the fermentation process namely the formation of methane by methanogenic microorganisms, particularly efficient at elevated temperatures.
  • All embodiments of the present invention are not limited to one-step processes for the production of biogas.
  • the use of all microorganisms described in more detail below can also be carried out in two or more stages.
  • the present invention provides a method for producing biogas from biomass in a fermentation reactor.
  • the biomass is added according to the invention a microorganism of the species Methanoculleus strengensis.
  • the amount of biogas formed can be significantly increased.
  • the addition of microorganisms of the species Methanoculleus strengensis causes a significant increase in the amount of biogas produced.
  • the amount of methane formed can also be increased by increasing the volume load, with the addition of microorganisms of the species Methanoculleus strengensis preventing the fermentation process from becoming unstable under the altered conditions.
  • the use of microorganisms of the species Methanoculleus strengensis therefore leads to an improvement in the efficiency and efficiency of biogas plants.
  • a microorganism of the species Methanoculleus strengensis is added in the form of a culture of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanoculleus strengensis.
  • microorganisms of the species could Methanoculleus strengensis only in trace amounts of less than 10 '4% share of the total number of detected present microorganisms. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it is found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out directly in the form of a culture of microorganisms.
  • Methanoculleus strengensis can be carried out in the form of a culture suspension or in the form of dry, freeze-dried or moist cell pellets.
  • microorganisms of the species Methanoculleus strengensis are preferably added to the fermentation substrate in the form of cultures of microorganisms, the cultures of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanoculleus strengensis. If, in addition to the determination of the number of microorganisms of the species Methanoculleus strengensis, the total number of microorganisms is also determined, the percentage of microorganisms of the species Methanoculleus strengensis in the culture can be stated as a percentage. Microorganisms of the species Methanoculleus strengensis are in a mixed culture then the predominantly present type of microorganisms, if they have the highest percentage of the various types of microorganisms present in the mixed culture.
  • microorganisms of the species Methanoculleus strengensis at least 10 '4%, especially at least 10' 2%, more preferably at least 1% of the total number of existing in the added to the fermentation substrate culture microorganisms.
  • microorganisms of the species Methanoculleus strengensis account for at least 10%, in particular at least 50%, particularly preferably at least 90%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a pure culture of a microorganism of the species Methanoculleus strengensis is added. Due to the specific metabolic processes and activities, the addition of a pure culture can especially contribute to an improved methane production.
  • a microorganism of the species Methanoculleus strengensis is added as a constituent of at least one immobilized culture of microorganisms. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it has been found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out in the form of an immobilized culture of microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is added to the fermentation substrate in an amount such that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is between 1 CT 8 % and 50% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate accounts.
  • the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is between 1 CT 8 % and 50% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate accounts.
  • an addition of very different amounts of microorganisms can be necessary to achieve the desired effect.
  • a microorganism of the species Methanoculleus is particularly preferred laubensis in an amount added to the fermentation substrate that makes up after addition of the content of the microorganism of the species Methanoculleus strengensis between 10 -6% and 25% of the total number present in the fermentation substrate microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanoculleus is particularly preferred laubensis in an amount to the fermentation substrate is added that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus strengensis between 10 "4% and 10% of the total number present in the fermentation substrate microorganisms accounts.
  • microorganism of the species Methanoculleus strengensis admitted that makes up after addition of the content of the microorganism of the species Methanoculleus strengensis at present in the fermentation substrate of microorganisms between 10 -3% and 1% of the total in an amount to the fermentation substrate.
  • the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is a microorganism of the strain Methanoculleus sp. dm 2.
  • a microorganism of the strain Methanoculleus sp. dm2 added.
  • the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is a microorganism of the strain krchaeon clone GZK7.
  • a microorganism of the strain krchaeon clone GZK7 is therefore preferably added.
  • the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is a Microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C121A.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C121A is added.
  • the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C124A.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C124A is added.
  • the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C141A.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C141A is added.
  • the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is a microorganism of the strain Archaeon clone A52.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone A52 is therefore preferably added.
  • the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is a microorganism of the strain Archaeon clone MCSArc_B6.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone MCSArc_B6 is therefore preferably added.
  • the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is a
  • Microorganism of strain Euryarchaeote clone BSA1A-03. which deals with the addition of a microorganism of the type Methanoculleus laubensis, so preferably a microorganism of the strain Euryarchaeote clone BSA 1 A-03 is added.
  • the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is a microorganism of the strain Euryarchaeote clone BSA2A-02.
  • a microorganism of the strain Euryarchaeote clone BSA2A-02 is added.
  • the microorganism of the species Methanoculleus strengensis is a microorganism of the strain Euryarchaeote clone MAA04.
  • a microorganism of the strain Euryarchaeote clone MAA04 is added.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • a microorganism of the strain Methanoculleus sp. dm2 used.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone GZK7 is used for the fermentative production of biogas from biomass.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C121A is also preferred for the fermentative production of biogas from biomass.
  • Also preferred for the fermentative production of biogas from biomass is a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C124A used. Also preferred for fermentative production of biogas from biomass, a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft Ci '41 A is used. Also preferably, a microorganism of the strain Archaeon clone A52 is used for the fermentative production of biogas from biomass. Also preferably, a microorganism of the strain Archaeon clone MCSArc_B6 is used for the fermentative production of biogas from biomass.
  • a microorganism of the strain Euryarchaeote clone BSA 1A-03 is used.
  • a microorganism of the strain Euryarchaeote clone BSA2A-02 is used.
  • a microorganism of the strain Euryarchaeote clone MAA04 is used for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanoculleus strengensis SBG7 obtained from the fermentation substrate of a post-fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 4 comprises 974 nucleotides.
  • Methanoculleus sp.dm2 was identified as the next relative. A comparison of the sequences revealed that there are a total of 26 exchanges of nucleotides or deletions. At a length of the specific nucleotide sequence of 974 nucleotides of methanoculleus strengensis SBG7 and a length of the reference sequence of 968 nucleotides, a 97.31% match is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 97.31% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 97.4% or greater than 97.5% or greater than 97.6% or greater than 97.7% or greater than 97.8% or greater than 97.9%. or more than 98.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 4, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 4.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 4, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.5% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 4.
  • SEQ ID NO: 4 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or on 22 positions or at 23 positions or at 24 positions or at 25 positions or at 26 nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation” is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism having a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 97.31 is present % Sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 97.4% or greater than 97.5% or greater than 97 , 6% or more than 97.7% or more than 97.8% or more than 97.9% or more than 98.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 4. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 4.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range exceeding 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 4 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 4.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 4.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 4 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 4 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 4 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture. It is preferable to use a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanoculleus strengensis SBG12 also obtained from the fermentation substrate of a postgrader were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID No. 9 comprises 1119 nucleotides.
  • the next related sequence identified was the sequence of the non-cultured archaeon clone GZK7.
  • a match of 97.54% At a length of the particular nucleotide sequence of Methanoculleus strengensis SBG12 of 1 1 19 nucleotides and a length of the reference sequence of 1099 nucleotides calculated using the FASTA algorithm a match of 97.54%.
  • the present invention also encompasses microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region that exceeds 97.54%.
  • nucleotide sequence SEQ ID NO. 9 has. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 97.6% or greater than
  • nucleotide sequence SEQ ID NO: 9 98.1% or more than 98.2% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 9, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 9.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 9, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.5% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9. According to a most preferred In an embodiment, the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 9.
  • SEQ ID NO: 9 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or on 22 positions or at 23 positions or at 24 positions or at 25 positions or at 26 positions or at 27 positions nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation” is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 97.54 % Sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 97.6% or greater than 97.7% or greater than 97 , 8% or more than 97.9% or more than 98.0% or more than 98.1% or more than 98.2% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 9.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range exceeding 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 9 has.
  • the nucleotide sequence most preferably contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 9.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 9.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 9 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 9 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO. 9 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Preference is given to the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanoculleus strengensis SBG13 also obtained from the fermentation substrate of a postgrader were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 10 comprises 1 123 nucleotides.
  • the next related sequence identified was the sequence of the uncultivated Archaeon clone 5.5ft C121A.
  • a match of 98.04% is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having greater than 98.04% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 98.1% or greater than 98.2% or greater than 98.3% or greater than 98.4% or greater than 98.5% or greater than 98.6%. or more than 98.7% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 10, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 98.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 10.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 10, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.5% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 10.
  • SEQ ID NO: 10 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or on There are 22 nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation" is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, in which culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 98.04 % Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 10, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present, which has a nucleotide sequence having a sequence range greater than 98.1% or greater than 98.2% or greater than 98.3% or greater than 98.4% or greater than 98.5% or greater than 98.6% or more than 98.7% has sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 10. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 98.8% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range exceeding 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 10 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 10.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 10.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 10 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 10 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 10 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture. It is preferable to use a culture of microorganisms for fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in one of the above - mentioned
  • Methanoculleus strengensis method described in more detail for the fermentative production of biogas from biomass.
  • microorganisms Methanoculleus strengensis SBG14 also obtained from the fermentation substrate of a secondary fermenter were subjected to a sequence analysis. The determined
  • 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 1 comprises 1 133 nucleotides.
  • the present invention also encompasses microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region that exceeds 97.53%.
  • sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 1 1 has. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 97.6% or greater than
  • nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 98.1% or more than 98.2% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 1, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 1.
  • the microorganism has a nucleotide sequence which contains a sequence region which has more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 11, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region which exceeds 99.5%. Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 1 1 has. According to a very particularly preferred embodiment, the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 11.
  • SEQ ID NO: 1 can be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine Positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or at 22 Positions or at 23 positions or at 24 positions or at 25 positions or at 26 positions or at 27 positions or at 28 positions nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation” is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, in which culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 97.53 % Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 1, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 97.6% or more
  • nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 98.1% or greater than 98.2% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 1.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 11.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range exceeding 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 1 1 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 11.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 11.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 1 for the fermentative production of biogas from biomass. It is preferable to use a Microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 1 1 in a method described in more detail above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 1 and wherein the microorganism comprises at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a culture of microorganisms for fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 1 and wherein the microorganism is at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a process described in more detail above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis, for the fermentative production of biogas from biomass.
  • microorganisms Methanoculleus strengensis SBG15 also obtained from the fermentation substrate of a postgrader were subjected to a sequence analysis. The determined
  • 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 12 comprises 801 nucleotides.
  • the next related sequence identified was the sequence of the uncultivated Archaeon clone 5.5ft C124A.
  • the present invention also encompasses microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region that exceeds 96.88%.
  • nucleotide sequence SEQ ID NO. 12 has. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 96.9% or greater than
  • 97.4% or more than 97.5% has sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 12, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 98.0% or more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 12
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 12, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.5% sequence identity having the nucleotide sequence SEQ ID NO: 12. According to a very particularly preferred embodiment, the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 12.
  • SEQ ID NO: 12 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or on 22 positions or 23 positions or 24 positions or 25 positions nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation" is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also includes a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 96.88 % Sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range exceeding 96.9% or more
  • nucleotide sequence SEQ ID NO: 12 contains a sequence region having greater than 98.0% or greater than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 12.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range exceeding 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 12 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 12.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 12.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 12 for fermentative purposes
  • Microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 12 in a method described in more detail above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 12 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture. It is preferable to use a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanoculleus strengensis SBG31 also obtained from the fermentation substrate of a postgrader were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID No. 28 comprises 556 nucleotides.
  • the sequence of the uncultured Archaeon clone 5.5ft C141A was identified.
  • a 99.10% match is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having greater than 99.10% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 28. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region that is greater than 99.2% or greater than 99.3% or greater than 99.4% or greater than 99.5% or greater than 99.6% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO 28, and particularly preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.7% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 28.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having greater than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 28, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.9% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 28. According to a very particularly preferred embodiment, the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 28.
  • nucleotide mutations may be present at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions relative to the starting nucleotide sequence SEQ ID NO: 28.
  • the meaning of the term “nucleotide mutation” is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also includes a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 99.10 having% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 28, wherein the microorganism makes up at least 10 '4% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 99.2% or greater than 99.3% or greater than 99 , 4% or more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 28.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.6% or greater than 99.7% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 28.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence region having more than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 28 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.9% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 28.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 28.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 28 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 28 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 28 and wherein the microorganism is at least 10 '. 4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 28 and wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in one above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis described method for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanoculleus strengensis SBG30 also obtained from the fermentation substrate of a secondary fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 27 comprises 909 nucleotides.
  • the sequence of the uncultured Archaeon clone A52 was identified.
  • a 95.82% match is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 95.82% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 27. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 95.9% or greater than 96.0% or greater than 96.1% or greater than 96.2% or greater than 96.3% or greater than 96.4%. or more than 96.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 27, and most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 97.0% or greater than 98.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 27 ,
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 27, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.5% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 27.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 27.
  • SEQ ID NO: 27 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or at ten Positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or 22 positions or at 23 positions or 24 positions or 25 positions or 26 positions or 27 positions or 28 positions or 29 positions or 30 positions or 31 positions or 32 positions or 33 positions or 34 positions or 35 Positions or at 36 positions or at 37 positions or at 38 positions nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation" is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 95,82 % Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 27, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 95.9% or more
  • nucleotide sequence SEQ ID NO: 27 contains a sequence region having greater than 97.0% or greater than 98.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO:
  • No. 27 has.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range exceeding 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 27 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 27.
  • the culture suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass is Microorganisms include a microorganism having a nucleotide sequence containing a sequence region corresponding to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 27.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 27 for fermentative
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 27 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a culture of microorganisms for fermentative production of biogas from biomass wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 27 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanoculleus strengensis SBG23 also obtained from the fermentation substrate of a post-fermenter, were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 20 comprises 801 nucleotides.
  • the next related sequence identified was the sequence of the non-cultured archaeon clone MCSArc_B6. A comparison of the sequences revealed that there are a total of 33 exchanges of nucleotides or deletions.
  • the FASTA algorithm gives a 95.88% match.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 95.88% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 20.
  • the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 95.9% or greater than 96.0% or greater than 96.1% or greater than 96.2% or greater than 96.3% or greater than 96.4% or greater having 96.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 20, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 97.0% or more than 98.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 20.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 20, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.5% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 20.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 20.
  • SEQ ID NO: 20 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or on 22 positions or 23 positions or 24 positions or 25 positions or 26 positions or 27 positions or 28 positions or 29 positions or 30 positions or 31 positions or 32 positions or 33 positions nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation" is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also includes a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present, which contains a
  • nucleotide sequence containing a sequence range greater than 95.88%
  • Microorganism accounts for at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 95.9% or greater than 96.0% or greater than 96 , 1% or more than 96.2% or more than 96.3% or more than 96.4% or more than 96.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 20.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 97.0% or greater than 98.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 20.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range exceeding 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 20 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region that has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 20.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID NO.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 20 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 20 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO. 20 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 20 and wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in one above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis described method for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanoculleus strengensis SBG28 also obtained from the fermentation substrate of a secondary fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 25 comprises 801 nucleotides.
  • the next related sequence identified was the non-cultured Euryarchaeote clone BSA 1A-03.
  • a 99.63% agreement is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.63% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 25. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region that is greater than 99.65% or greater than 99.67% or greater than 99.69% or greater than 99.70% or greater than 99.72% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO 25, and particularly preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.75 sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 25.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having greater than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 25, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.9% sequence identity having the nucleotide sequence SEQ ID NO: 25.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 25.
  • nucleotide mutations may be present at one or two positions or at three positions relative to the starting nucleotide sequence of SEQ ID NO: 25.
  • the meaning of the term “nucleotide mutation” is explained in the "Definitions” section of the present text.
  • the present invention also includes a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 99.63 % Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 25, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 99.65% or greater than 99.67% or greater than 99 , 69% or more than 99.70% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 25.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.72% or greater than 99.75% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 25.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence region having more than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 25 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.9% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 25.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 25.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 25 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 25 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture. It is preferable to use a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No. 25 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanoculleus strengensis SBG29 also obtained from the fermentation substrate of a postgrader were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 26 comprises 679 nucleotides.
  • the next related sequence identified was the sequence of the uncultivated Euryarchaeote clone BSA2A-02.
  • the FASTA algorithm gives a 99.26% match.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having greater than 99.26% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 26. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region that is greater than 99.28% or greater than 99.3% or greater than 99.4% or greater than 99.5% or greater than 99.6% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO , 26, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.7% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 26.
  • the microorganism has a nucleotide sequence which contains a sequence range which exceeds more than 99.8%.
  • nucleotide sequence SEQ ID NO. 26 Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 26, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.9% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 26. According to a very particularly preferred embodiment, the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 26.
  • nucleotide mutations may be present at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions relative to the starting nucleotide sequence SEQ ID NO: 26.
  • the meaning of the term “nucleotide mutation” is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 99,26 % Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 26, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 99.28% or greater than 99.3% or greater than 99 , 4% or more than 99.5% sequence identity with the
  • Nucleotide sequence has SEQ ID NO: 26. Particularly preferably, the
  • Nucleotide sequence has a sequence region which has more than 99.6% or more than 99.7% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 26.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence region having more than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 26 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.9% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 26.
  • the culture suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass is Microorganisms include a microorganism having a nucleotide sequence containing a sequence region corresponding to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 26.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 26 for fermentative
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO. 26 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture. It is preferable to use a culture of microorganisms for fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanoculleus strengensis SBG32 also obtained from the fermentation substrate of a postgrader were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID No. 29 comprises 935 nucleotides.
  • the next related sequence was a partial sequence of the uncultivated Euryarchaeote clone MAA04.
  • a comparison of the sequences revealed that a total of 23 exchanges of nucleotides or deletions are present.
  • a 97.54% match is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 97.54% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 29.
  • the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 97.6% or greater than 97.7% or greater than 97.8% or greater than 97.9% or greater than 98.0% or greater than 98.1% or greater 98.2% has sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 29, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 29.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 29, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.5% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 29.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 29.
  • SEQ ID NO: 29 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or on 22 positions or at 23 positions nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation" is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 97.54 having% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 29, wherein the microorganism makes up at least 10 '4% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 97.6% or greater than 97.7% or greater than 97 , 8% or more than 97.9% or more than 98.0% or more than 98.1% or more than 98.2% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 29 having.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 29.
  • the culture suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass is
  • Microorganisms present a microorganism having a nucleotide sequence with a
  • Sequence region has more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence
  • nucleotide sequence contains a
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 29.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 29 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 29 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 29 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture. It is preferable to use a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus strengensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms make up at least 10%, particularly preferably at least 25%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the microorganisms described make up at least 50%, in particular at least 75%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • microorganisms make up at least 90% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • it is a pure culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, which is a pure culture of a microorganism, as has been characterized above with respect to its nucleotide sequence.
  • it is an immobilized culture of microorganisms.
  • the present invention provides a method for producing biogas from biomass in a fermentation reactor.
  • the biomass is added according to the invention a microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis.
  • the amount of biogas formed can be significantly increased by the addition of microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis to the fermentation substrate.
  • the addition of microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis causes a significant increase in the amount of biogas produced.
  • the amount of methane formed can also be increased by increasing the volume load, with the addition of microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis preventing the fermentation process from becoming unstable under the altered conditions.
  • the use of microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis therefore leads to an improvement in the efficiency and efficiency of biogas plants.
  • a microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is added in the form of a culture of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis.
  • microorganisms of the species could be detected by Methanoculleus present microorganisms chikugoensis only in trace amounts of less than 10 '4% share of the total number. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it is found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out directly in the form of a culture of microorganisms.
  • Methanoculleus chikugoensis can be carried out in the form of a culture suspension or in the form of dry, freeze-dried or moist cell pellets.
  • microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis are preferably added to the fermentation substrate in the form of cultures of microorganisms, the cultures of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis.
  • the proportion of microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis in the culture can be specified in percent. Microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis are in a mixed culture then predominantly present type of microorganisms, if they have the highest percentage of the various types of microorganisms present in the mixed culture.
  • microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis at least 10 '4%, especially at least 10 "2%, more preferably at least 1% of the total number of the added to the fermentation substrate culture microorganisms present. According to further preferred embodiments make microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis at least 10%, in particular at least 50%, particularly preferably at least 90% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a pure culture of a microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is added. Due to the specific metabolic processes and activities, the addition of a pure culture can especially contribute to an improved methane production.
  • a microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is added as a component of at least one immobilized culture of microorganisms. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it has been found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out in the form of an immobilized culture of microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is added in an amount to the fermentation substrate, so that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis between 10 ⁇ 8 % and 50% of the total number of present in the fermentation substrate microorganisms accounts.
  • an addition of very different amounts of microorganisms can be necessary to achieve the desired effect, an addition of very different amounts of microorganisms.
  • a microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is particularly preferably added in an amount to the fermentation substrate that makes up after addition of the content of the microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis between 10 -6% and 25% of the total number present in the fermentation substrate microorganisms. More preferably, the microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is added in an amount to the fermentation substrate such that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is between 10 '4 % and 10% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • the microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is very particularly preferably added in an amount to the fermentation substrate that makes up after addition of the content of the microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis between 10 "3% and 1% of the total number present in the fermentation substrate microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is a microorganism of the strain Methanoculleus chikugoensis MG62.
  • a microorganism of the strain Methanoculleus chikugoensis MG62 is added.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • a microorganism of the strain Methanoculleus chikugoensis MG62 is used for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms methanoculleus chikugoensis SBG5 obtained from the fermentation substrate of a post-fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID No. 2 comprises 1,124 nucleotides.
  • Methanoculleus chikugoensis MG62 was identified as the next relative.
  • the 98.93% agreement is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also encompasses microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region of greater than 98.93%. Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 2 has. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 99.0% or greater than 99.1% or greater than 99.2% or greater than 99.3% or greater than 99.4% or greater than 99.5%. or more than 99.6% has sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 2, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.7% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 2.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 2, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.9% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 2.
  • SEQ ID NO: 2 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or nucleotide mutations at ten positions or at eleven positions or at twelve positions.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation” is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also includes a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present, which contains a
  • nucleotide sequence containing a sequence region greater than 98.93%
  • Microorganism accounts for at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 99.0% or greater than 99.1% or greater than 99 , 2% or more than 99.3% or more than 99.4% or more than 99.5% or more than 99.6% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 2 having. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.7% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 2.
  • the culture suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass is
  • Microorganisms present a microorganism having a nucleotide sequence with a
  • Sequence region has more than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence
  • nucleotide sequence contains a
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 2.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 2 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 2 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also includes the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 2 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture. It is preferable to use a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms make said, characterized in terms of their nucleotide sequence microorganisms at least 10 '2%, preferably to at least 1% of the total present in the culture of microorganisms.
  • the microorganisms make up at least 10%, particularly preferably at least 25%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the microorganisms described make up at least 50%, in particular at least 75%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Biogas from biomass which is a pure culture of a microorganism as characterized above with respect to its nucleotide sequence.
  • it is an immobilized culture of microorganisms.
  • the present invention includes the following aspects:
  • a process for the production of biogas from biomass in a fermentation reactor characterized in that the biomass is added to a microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis.
  • microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is added in the form of a culture of microorganisms, wherein microorganisms of the species Methanoculleus chikugoensis make up at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Biomass is continuously increased.
  • Methanoculleus chikugoensis take place continuously.
  • Methanoculleus chikugoensis accounts for between 10 8 % and 50% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis between 10 "6 % and 25% of the total in Fermentation substrate present microorganisms.
  • microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis between 10 '4 % and 10% of the total in Fermentation substrate present microorganisms.
  • microorganism of the species Methanoculleus chikugoensis is a microorganism of the strain Methanoculleus chikugoensis MG62.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98.93% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 2.
  • Microorganism according to claim 24 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.2% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 2.
  • Microorganism according to claim 26 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.6% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 2.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 2.
  • Microorganism according to claim 28 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 2.
  • the present invention provides a method for producing biogas from biomass in a fermentation reactor.
  • the biomass is added according to the invention a microorganism of the species Methanoculleus marisnigri.
  • the addition of microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri to the fermentation substrate the amount of biogas formed can be significantly increased.
  • the addition of microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri causes a significant increase in the amount of biogas produced.
  • the amount of methane produced can also be increased by increasing the volume load, and the addition of microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri prevents the fermentation process from becoming unstable under the changed conditions.
  • the use of microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri therefore leads to an improvement in the efficiency and efficiency of biogas plants.
  • Methods Methanoculleus marisnigri are also to be understood as meaning the “Methanogenium marisnigri” (Bacterial Nomenclature Up-To-Date, Approved List of the DSMZ - German Collection for Microorganisms and Cell Cultures GmbH, as of March 2010) of biogas by fermentation of organic substrates, microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri are not yet known.
  • a microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is added in the form of a culture of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri.
  • microorganisms of the species could Methanoculleus marisnigri only in trace amounts of less than 10 '4% share of the total number of detected present microorganisms. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it is found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out directly in the form of a culture of microorganisms.
  • Methanoculleus marisnigri can be carried out in the form of a culture suspension or in the form of dry, freeze-dried or moist cell pellets.
  • microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri are preferably added to the fermentation substrate in the form of cultures of microorganisms, the cultures of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri.
  • the proportion of microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri in the culture may be expressed as a percentage.
  • Microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri are in a mixed culture then predominantly present type of microorganisms, if they have the highest percentage of the various types of microorganisms present in the mixed culture.
  • microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri at least 10 '4%, especially at least 10' 2%, more preferably at least 1% of the total number of existing in the added to the fermentation substrate culture microorganisms.
  • microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri make up at least 10%, in particular at least 50%, particularly preferably at least 90%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a pure culture of a microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is added. Due to the specific metabolic processes and activities, the addition of a pure culture can especially contribute to an improved methane production.
  • a microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is added as a constituent of at least one immobilized culture of microorganisms. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it has been found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out in the form of an immobilized culture of microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is added in an amount to the fermentation substrate, so that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus marisnigri between 10 "8 % and 50% of the total number present in the fermentation substrate
  • a microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is particularly preferably added in an amount to the fermentation substrate that makes up after addition of the content of the microorganism of the species Methanoculleus marisnigri between 10 -6% and 25% of the total number present in the fermentation substrate microorganisms. More preferably, the microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is added to the fermentation substrate in an amount added that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is between 10 '4 % and 10% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • the microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is added to the fermentation substrate in an amount such that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is between 10 -3 % and 1% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • the microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is a microorganism of the strain Methanoculleus marisnigri JRI.
  • a microorganism of the strain Methanoculleus marisnigri JR1 it is therefore preferable to add a microorganism of the strain Methanoculleus marisnigri JR1.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism of the species Methanoculleus marisnigri for the fermentative production of biogas from biomass.
  • a microorganism of the strain strain Methanoculleus marisnigri JR1 is used for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanoculleus marisnigri SBG6 obtained from the fermentation substrate of a post-fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID No. 3 comprises 1440 nucleotides.
  • Methanoculleus marisnigri JR1 was identified as the next relative.
  • a 97.36% match is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also encompasses microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region exceeding 97.36%.
  • nucleotide sequence SEQ ID NO. 3 has. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 97.4% or greater than
  • the microorganism has a nucleotide sequence which contains a sequence region which has more than 99% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 3, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence Nucleotide sequence SEQ ID NO. 3 has. According to a very particularly preferred embodiment, the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 3.
  • SEQ ID NO: 3 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or at ten
  • nucleotide mutations Positions or at 35 positions or at 36 positions or at 37 positions or at 38 positions nucleotide mutations.
  • nucleotide mutation The meaning of the term “nucleotide mutation” is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein a microorganism having a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 97.36 is present in the culture of microorganisms % Sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 97.4% or greater than 97.5% or greater than 97 , 6% or more than 97.7% or more than 97.8% or more than 97.9% or more than 98% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 3. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 3.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence region having more than 99% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 3 , Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 3.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 3.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 3 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 3 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus marisnig ⁇ for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 3 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture. It is preferable to use a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri for the fermentative production of biogas from biomass.
  • microorganisms make said, characterized in terms of their nucleotide sequence microorganisms at least 10 '2%, preferably at least 1% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the microorganisms make up at least 10%, particularly preferably at least 25%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the microorganisms described make up at least 50%, in particular at least 75%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • microorganisms make up at least 90% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • it is a pure culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, which is a pure culture of a microorganism, as has been characterized above with respect to its nucleotide sequence.
  • it is an immobilized culture of microorganisms.
  • the present invention includes the following aspects:
  • a process for the production of biogas from biomass in a fermentation reactor characterized in that the biomass is a microorganism of the type
  • Methanoculleus marisnigri is added.
  • microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is added in the form of a culture of microorganisms, wherein microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri at least 10 '4 % of
  • microorganisms of the species Methanoculleus marisnigri account for at least 50% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Biomass is added to the fermentation reactor.
  • Methanoculleus marisnig ⁇ take place continuously.
  • Methanoculleus marisnigri represents between 10 "8 % and 50% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus marisnigri between 10 "6 % and 25% of the total in Fermentation substrate present microorganisms.
  • microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus marisnigri between 10 '4 % and 10% of the total in the Fermentation substrate present microorganisms.
  • microorganism of the species Methanoculleus marisnigri is a microorganism of the strain Methanoculleus marisnigri JR1.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 97.36% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 3.
  • Microorganism according to claim 24 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 3.
  • Microorganism according to claim 26 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 3.
  • Microorganism according to claim 27 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 3.
  • Microorganism according to claim 28 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 3.
  • the present invention provides a method for producing biogas from biomass in a fermentation reactor.
  • the biomass is added according to the invention a microorganism of the species Methanoculleus thermophilus.
  • the amount of biogas formed can be significantly increased.
  • the addition of microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus causes a significant increase in the amount of biogas formed.
  • the amount of methane formed can also be increased by increasing the volume load, with the addition of microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus preventing the fermentation process from becoming unstable under the altered conditions.
  • the use of microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus therefore leads to an improvement in efficiency and efficiency of biogas plants.
  • a microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is added in the form of a culture of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus.
  • microorganisms of the species could be detected by Methanoculleus present microorganisms only in trace amounts of less than 10 '4% share of the total number thermophilus. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it is found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out directly in the form of a culture of microorganisms.
  • Methanoculleus thermophilus can be carried out in the form of a culture suspension or in the form of dry, freeze-dried or moist cell pellets.
  • Methanoculleus thermophilus Since the already mentioned various positive effects on the fermentation process are associated with the microorganism species Methanoculleus thermophilus, this type of microorganism should be present in the added culture in a concentration exceeding the natural abundance. Of course, mixed cultures of any composition can be used for the addition. All that is required is that the species Methanoculleus thermophilus is present in a concentration which is enriched in relation to the natural occurrence.
  • the proportion of microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus in a mixture can be specifically identified with the aid of fluorescence-labeled oligopeptides.
  • microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus are preferably added to the fermentation substrate in the form of cultures of microorganisms, the cultures of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus.
  • the percentage of microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus in the culture can be stated as a percentage.
  • Microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus are in a mixed culture then the predominantly present type of microorganisms, if they have the highest percentage of the various types of microorganisms present in the mixed culture.
  • microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus is at least 10 '4%, especially at least 10' 2%, more preferably at least 1% of the total number existing in the added to the fermentation substrate culture microorganisms.
  • microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus account for at least 10%, in particular at least 50%, particularly preferably at least 90%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a pure culture of a microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is added. Due to the specific metabolic processes and activities, the addition of a pure culture can especially contribute to an improved methane production.
  • a microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is added as a constituent of at least one immobilized culture of microorganisms.
  • Microorganisms the amount of isolated from their natural occurrence
  • Microorganisms is insufficient, is usually made an increase in the form of a culture.
  • the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily achieved in the form of an immobilized culture of
  • Microorganisms is made.
  • the microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is added in an amount to the fermentation substrate, so that after addition of the proportion of microorganism of the species Methanoculleus thermophilus between 10 ⁇ 8 % and 50% of the total number of present in the fermentation substrate microorganisms accounts.
  • an addition of very different amounts of microorganisms can be necessary to achieve the desired effect, an addition of very different amounts of microorganisms.
  • a microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is particularly preferably added in an amount to the fermentation substrate that makes up after addition of the content of the microorganism of the species Methanoculleus thermophilus between 10 -6% and 25% of the total number present in the fermentation substrate microorganisms. More preferably, the microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is added to the fermentation substrate in an amount such that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is between 10 '4 % and 10% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • the microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is very particularly preferably added in an amount to the fermentation substrate that makes up after addition of the content of the microorganism of the species Methanoculleus thermophilus between 10 "3% and 1% of the total number present in the fermentation substrate microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is a microorganism of the strain Archaeon clone HDBW-WA02.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone HDBW-WA02 is added.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism of the species Methanoculleus thermophilus for the fermentative production of biogas from biomass.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone HDBW-WA02 is used for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanoculleus thermophilus SBG27 obtained from the fermentation substrate of a secondary fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID No. 24 comprises 1124 nucleotides.
  • the next related sequence identified was the non-cultured Archaeon clone HDBW-WA02.
  • the FASTA algorithm gives a 98.96% match.
  • the present invention also encompasses microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region of greater than 98.96%. Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 24 has. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 99.0% or greater than 99.1% or greater than 99.2% or greater than 99.3% or greater than 99.4% or greater than 99.5%. or more than 99.6% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 24, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.7% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 24.
  • the microorganism has a nucleotide sequence which contains a sequence region which has more than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 24, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.9% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 24.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 24.
  • SEQ ID NO: 24 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or nucleotide mutations at ten positions or eleven positions.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation” is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, in which culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 98.96 % Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 24, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 99.0% or greater than 99.1% or greater than 99 , 2% or more than 99.3% or more than 99.4% or more than 99.5% or more than 99.6% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 24. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.7% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 24.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence region having more than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 24 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.9% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 24.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 24.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 24 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 24 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO. 24 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Preference is given to the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus for the fermentative production of biogas from biomass.
  • microorganisms make said, characterized in terms of their nucleotide sequence microorganisms at least 10 '2%, preferably at least 1% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the microorganisms make up at least 10%, particularly preferably at least 25%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the microorganisms described make up at least 50%, in particular at least 75%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • microorganisms make up at least 90% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • it is a pure culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, which is a pure culture of a microorganism, as has been characterized above with respect to its nucleotide sequence.
  • it is an immobilized culture of microorganisms.
  • the present invention includes the following aspects:
  • a process for the production of biogas from biomass in a fermentation reactor characterized in that the biomass is a microorganism of the type
  • Methanoculleus thermophilus is added.
  • microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is added in the form of a culture of microorganisms, wherein microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus at least 10 '4 % of
  • microorganisms of the species Methanoculleus thermophilus make up at least 50% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Biomass is continuously increased.
  • Methanoculleus thermophilus take place continuously.
  • Methanoculleus thermophilus accounts for between 10 "8 % and 50% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus thermophilus between 10 "6 % and 25% of the total in Fermentation substrate present microorganisms.
  • microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus thermophilus between 10 '4 % and 10% of the total in Fermentation substrate present microorganisms.
  • microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanoculleus thermophilus between 10 '3 % and 1% of the total in Fermentation substrate present microorganisms.
  • microorganism of the species Methanoculleus thermophilus is a microorganism of the strain Archaeon clone HDBW-WA02.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98.96% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 24.
  • Microorganism according to claim 24 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.2% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 24.
  • Microorganism according to claim 26 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.6% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 24.
  • Microorganism according to claim 28 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 24.
  • a method for producing biogas from biomass in a fermentation reactor wherein the biomass is added to a microorganism of the species Methanoculleus thermophilus.
  • the present invention provides a method for producing biogas from biomass in a fermentation reactor.
  • the biomass is added according to the invention a microorganism of the species Methanobacterium formicicum.
  • the amount of biogas formed can be significantly increased.
  • the addition of microorganisms of the species Methanobacterium formicicum causes a significant increase in the amount of biogas produced.
  • the amount of methane formed can also be increased by increasing the space load, with the addition of microorganisms of the species Methanobacterium formicicum preventing the fermentation process from becoming unstable under the altered conditions.
  • the use of microorganisms of the species Methanobacterium formicicum therefore leads to an improvement in the efficiency and efficiency of biogas plants.
  • strains of microorganisms fall under the term "species Methanobacterium formicicum."
  • microorganisms of the species Methanobacterium formicicum are hitherto unknown.
  • a microorganism of the species Methanobacterium formicicum in the form of a culture of Microorganisms added which consists predominantly of microorganisms of the species Methanobacterium formicicum.
  • microorganisms of the species Methanobacterium formicicum In fermentation substrates of biogas plants could microorganisms of the species Methanobacterium formicicum only in trace amounts of less than 10 '4% share of the total number of detected present microorganisms. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it is found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out directly in the form of a culture of microorganisms.
  • the addition of the culture of Methanobacterium formicicum can be carried out in the form of a culture suspension or in the form of dry, freeze-dried or moist cell pellets.
  • Methanobacterium formicicum Since the already mentioned various positive effects on the fermentation process are associated with the microorganism species Methanobacterium formicicum, this type of microorganism should be present in the added culture in a concentration exceeding the natural abundance. Mixed cultures containing Methanobacterium formicicum along with any other microorganisms may also be used for the addition. All that is required is that the species Methanobacterium formicicum is present in a concentration which is enriched in relation to the natural occurrence.
  • Microorganisms of the species Methanobacterium formicicum can be identified in a mixture.
  • microorganisms of the species Methanobacterium formicicum are preferably added to the fermentation substrate in the form of cultures of microorganisms, the cultures of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanobacterium formicicum.
  • Methanobacterium formicicum also determines the total number of microorganisms, the percentage of microorganisms of the species Methanobacterium formicicum in the culture can be stated in percent. Microorganisms of the species Methanobacterium formicicum in a mixed culture are then the predominant species of microorganisms when they have the highest percentage of the various species present in the mixed culture
  • microorganisms of the species Methanobacterium formicicum make microorganisms of the species Methanobacterium formicicum at least 10 '4%, especially at least 10' 2%, more preferably at least 1% of the total number of existing in the added to the fermentation substrate culture microorganisms.
  • microorganisms of the species Methanobacterium formicicum account for at least 10%, in particular at least 50%, particularly preferably at least 90%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a pure culture of a microorganism of the species Methanobacterium formicicum is added. Due to the specific metabolic processes and activities, the addition of a pure culture can especially contribute to an improved methane production.
  • a microorganism of the species Methanobacterium formicicum is added as a constituent of at least one immobilized culture of microorganisms. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it has been found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out in the form of an immobilized culture of microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanobacterium formicicum is added in an amount to the fermentation substrate, so that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanobacterium formicicum between 10 '8 % and 50% of the total number present in the fermentation substrate
  • a microorganism of the species Methanobacterium formicicum is particularly preferred in an amount added to the fermentation substrate, that after addition the content of the microorganism of the species Methanobacterium formicicum between 10 -6% and 25% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate by weight.
  • the microorganism of the species Methanobacterium formicicum is added in an amount added to the fermentation substrate that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanobacterium formicicum accounts for between 10 '4 % and 10% of the total number of present in the fermentation substrate microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanobacterium formicicum is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanobacterium formicicum accounts for between 10 '3 % and 1% of the total number of present in the fermentation substrate microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanobacterium formicicum is a microorganism of the strain Methanobacterium sp., Clone SMS-sludge-11.
  • a microorganism of the strain Methanobacterium sp., Cloned SMS sludge-11 is added.
  • the microorganism of the species Methanobacterium formicicum is a microorganism of the strain Methanobacterium sp. 169.
  • a microorganism of the strain Methanobacterium sp. 169 added.
  • the microorganism of the species Methanobacterium formicicum is a microorganism of the strain Archaeon clone CG-4.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone CG-4 is added.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism of the species Methanobacterium formicicum for the fermentative production of biogas from biomass.
  • a microorganism of the strain Methanobacterium sp. Clone SMS-sludge-11 used.
  • Also preferred for fermentative production of biogas from biomass is a microorganism of the strain Methanobacterium sp. 169 used.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone CG-4 is used for the fermentative production of biogas from biomass.
  • Methanobacterium formicicum SBG4 were subjected to sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID No. 1 comprises 1 133 nucleotides.
  • the sequence of uncultivated Methanobacterium sp. clone As the next related 16S rRNA sequence, the sequence of uncultivated Methanobacterium sp. clone
  • SMS-sludge-11 identified. A comparison of the sequences revealed that a total of 26
  • Length of the reference sequence of 1 128 nucleotides is calculated using the FASTA algorithm a 97.70% agreement.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 97.70% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 97.8% or greater than 97.9% or greater than 98.0% or greater than 98.1% or greater than 98.2% or greater than 98.3%. or more than 98.4% or more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.8% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 1.
  • SEQ ID NO: 1 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or on 22 positions or 23 positions or 24 positions or 25 positions or 26 Positions nucleotide mutations present.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation” is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also includes a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present, which contains a
  • Microorganism accounts for at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 97.8% or greater than 97.9% or greater than 98 , 0% or more than 98.1% or more than 98.2% or more than 98.3% or more than 98.4% or more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 1.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range of more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 1 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 1.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 1.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 for fermentative purposes
  • a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 has been described in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanobacterium formicicum for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Preference is given to the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanobacterium formicicum for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanobacterium formicicum SBG8 obtained from the fermentation substrate of a post-fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 5 comprises 903 nucleotides.
  • the next relative was Methanobacterium sp. 169 identified.
  • a comparison of the nucleotide sequences revealed that a total of 22 exchanges of nucleotides or deletions are present.
  • a 97.56% match is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 97.56% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 97.6% or greater than 97.7% or greater than 97.8% or greater than 97.9% or greater than 98.0% or greater than 98.1%.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 5 and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.8% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 5.
  • SEQ ID NO: 5 can be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or at ten
  • nucleotide mutation Positions nucleotide mutations present. The meaning of the term “nucleotide mutation” is explained in the “Definitions” section of the present text.
  • the present invention also includes a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present, which contains a
  • Microorganism accounts for at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 97.6% or greater than 97.7% or greater than 97 , 8% or more than 97.9% or more than 98.0% or more than 98.1% or more than 98.2% or more than 98.3% or more than 98.4% or more than 98, 5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 5.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 5.
  • the culture suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass is Microorganisms, a microorganism having a nucleotide sequence having a sequence region having more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 5.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 5.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 5 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 5 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanobacterium formicicum for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO. 5 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture. It is preferable to use a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanobacterium formicicum for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanobacterium formicicum SBG25 obtained from the fermentation substrate of a postgrader were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 22 comprises 914 nucleotides.
  • the closest related sequence identified was a 16S rRNA sequence of the uncultured Archaeon clone CG-4.
  • a comparison of the sequences revealed that a total of 27 exchanges of Nucleotides or deletions.
  • a 97.05% match is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 97.05% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 22. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 97.1% or greater than 97.2% or greater than 97.3% or greater than 97.4% or greater than 97.5% or greater than 97.6%.
  • nucleotide sequence SEQ ID NO: 22 or more than 97.7% or more than 97.8% or more than 97.9% or more than 98.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 22, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region greater than 98.5% or greater than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 22.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 22, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.8% sequence identity having the nucleotide sequence SEQ ID NO: 22.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 22.
  • SEQ ID NO: 22 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or on 22 positions or at 23 positions or at 24 positions or at 25 positions or at 26 positions or at 27 positions nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation” is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also includes a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present, which contains a A nucleotide sequence containing a sequence region having more than 97.05% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 22, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 97.1% or greater than 97.2% or greater than 97 , 3% or more than 97.4% or more than 97.5% or more than 97.6% or more than 97.7% or more than 97.8% or more than 97.9% or more than 98, 0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 22.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98.5% or more, ie 99.0% sequence identity, with the nucleotide sequence SEQ ID No. 22.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range of more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 22 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 22.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 22.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 22 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 22 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanobacterium formicicum for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also includes the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No. 22 and wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Preference is given to the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanobacterium formicicum for the fermentative production of biogas from biomass.
  • microorganisms make said, characterized in terms of their nucleotide sequence microorganisms at least 10 '2%, preferably to at least 1% of the total present in the culture of microorganisms.
  • the microorganisms make up at least 10%, particularly preferably at least 25%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the microorganisms described make up at least 50%, in particular at least 75%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • microorganisms make up at least 90% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • it is a pure culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, which is a pure culture of a microorganism, as has been characterized above with respect to its nucleotide sequence.
  • it is an immobilized culture of microorganisms.
  • the present invention includes the following aspects:
  • a process for the production of biogas from biomass in a fermentation reactor characterized in that the biomass is added to a microorganism of the species Methanobacterium formicicum.
  • microorganism of the species Methanobacterium formicicum is added in the form of a culture of microorganisms, wherein microorganisms of the species Methanobacterium formicicum account for at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the method according to claim 4 characterized in that constitute in the culture of microorganisms of the species Methanobacterium formicicum at least 10% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • microorganism of the species Methanobacterium formicicum is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanobacterium formicicum between 10 "8 % and 50% the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • microorganism of the species Methanobacterium formicicum is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanobacterium formicicum between 10 "6 % and 25% of the total in Fermentation substrate present
  • microorganisms 19. The method according to claim 18, characterized in that the microorganism of the species Methanobacterium formicicum is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanobacterium formicicum between 10 '4 % and 10% of the total in Fermentation substrate present microorganisms.
  • microorganism of the species Methanobacterium formicicum is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanobacterium formicicum between 10 "3 % and 1% of the total in Fermentation substrate present
  • microorganism of the species Methanobacterium formicicum is a microorganism of the strain Methanobacterium sp. 169 acts.
  • microorganism of the species Methanobacterium formicicum is a microorganism of the strain Archaeon clone CG-4.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 97.70% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 1.
  • Microorganism according to claim 28 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 1.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 1.
  • the microorganism according to claim 32 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 1.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which is more than
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 5.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 5.
  • Microorganism according to claim 36 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 5.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 5.
  • Microorganism according to claim 38 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 5.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 97.05% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 22.
  • Microorganism according to claim 40 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 22.
  • the microorganism according to claim 41 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 22.
  • the microorganism according to claim 42 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 22.
  • microorganism according to claim 43 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 22.
  • Microorganism according to claim 44 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 22.
  • culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass characterized in that in the culture of microorganisms, a microorganism according to claims 28 to 45 is present, wherein the microorganism at least 10 '4 % of the total in the culture microorganisms present.
  • the present invention provides a method for producing biogas from biomass in a fermentation reactor.
  • the biomass is added according to the invention a microorganism of the species Methanosarcina acetivorans.
  • the amount of biogas formed can be significantly increased.
  • the addition of microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans causes a significant increase in the amount of biogas produced.
  • the amount of methane formed can also be increased by increasing the space load, with the addition of microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans preventing the fermentation process from becoming unstable under the altered conditions.
  • the use of microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans therefore leads to an improvement in the efficiency and efficiency of biogas plants.
  • a microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is added in the form of a culture of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans.
  • microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans could be detected only in trace amounts of less than 10 "4% share of the total number of present microorganisms.
  • Methanosarcina acetivorans can be carried out in the form of a culture suspension or in the form of dry, freeze-dried or moist cell pellets.
  • microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans are preferably added in the form of cultures of microorganisms to the fermentation substrate, wherein the cultures of microorganisms consist predominantly of microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans.
  • the proportion of microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans in culture in percent. Microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans are in a mixed culture then the predominant species of microorganisms, if they have the highest percentage of the various types of microorganisms present in the mixed culture.
  • microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans at least 10 '4%, especially at least 10' 2%, more preferably at least 1% of the total number existing in the added to the fermentation substrate culture microorganisms.
  • microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans account for at least 10%, in particular at least 50%, particularly preferably at least 90%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a pure culture of a microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is added. Due to the specific metabolic processes and activities, the addition of a pure culture can especially contribute to an improved methane production.
  • a microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is added as a component of at least one immobilized culture of microorganisms. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it has been found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out in the form of an immobilized culture of microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is added in an amount to the fermentation substrate, so that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina acetivorans between 10 '8 % and 50% of the total number present in the fermentation substrate
  • microorganisms constitutes microorganisms.
  • an addition of very different amounts of microorganisms More preferably, a microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is added to the fermentation substrate in an amount such that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is between 10 6 % and 25% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • the microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is added to the fermentation substrate in an amount such that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is between 10 -4 % and 10% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • the microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is added to the fermentation substrate in an amount such that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina acetivorans between 1 CT is 3 % and 1% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • the microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C85A.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C85A is added.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism of the species Methanosarcina acetivorans for the fermentative production of biogas from biomass.
  • a microorganism of the strain strain Archaeon clone 5.5ft C85A is used for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanosarcina acetivorans SBG19 obtained from the fermentation substrate of a post-fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 16 comprises 919 nucleotides.
  • the next related sequence identified was the sequence of the uncultivated Archaeon clone 5.5ft C85A.
  • a 97.39% match is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 97.39% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16.
  • the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 97.4% or greater than 97.5% or greater than 97.6% or greater than 97.7% or greater than 97.8% or greater than 97.9% or greater when 98% has sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 16, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 16.
  • the microorganism has a nucleotide sequence which contains a sequence region which has more than 99% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 16, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence Nucleotide sequence SEQ ID NO. 16 has. According to a very particularly preferred embodiment, the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 16.
  • SEQ ID NO: 16 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or on 22 positions or 23 positions or 24 positions nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation" is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism having a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 97.39 is present % Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 16, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 97.4% or more
  • nucleotide sequence SEQ ID NO: 16 More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 16.
  • the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass comprises a microorganism having a nucleotide sequence with a sequence region having more than 99% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 16 , Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 16.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 16.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 16 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 16 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO. 16 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture. It is preferable to use a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans for the fermentative production of biogas from biomass.
  • make said characterized in terms of their nucleotide sequence microorganisms at least 10 '2%, preferably to at least 1% of the total present in the culture of microorganisms.
  • the microorganisms make up at least 10%, particularly preferably at least 25%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the microorganisms described make up at least 50%, in particular at least 75%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • microorganisms make up at least 90% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • it is a pure culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, which is a pure culture of a microorganism, as has been characterized above with respect to its nucleotide sequence.
  • it is an immobilized culture of microorganisms.
  • the present invention includes the following aspects:
  • a process for the production of biogas from biomass in a fermentation reactor characterized in that the biomass is added to a microorganism of the species Methanosarcina acetivorans.
  • microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is added in the form of a culture of microorganisms, wherein microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans make up at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the method according to claim 3 characterized in that constitute in the culture of microorganisms microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans at least 1% of the total number of microorganisms present in the culture. 5. The method according to claim 4, characterized in that in the culture of microorganisms microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans make up at least 10% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • microorganisms of the species Methanosarcina acetivorans make up at least 50% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Biomass is continuously increased.
  • Methanosarcina acetivorans take place continuously.
  • Methanosarcina acetivorans accounts for between 10 8 % and 50% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina acetivorans between 10 "6 % and 25% of the total in Fermentation substrate present microorganisms.
  • microorganism of the species Methanosarcina acetivorans is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina acetivorans between 10 '4 % and 10% of the total in Fermentation substrate present microorganisms.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 97.39% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 16.
  • Microorganism according to claim 24 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 16.
  • Microorganism according to claim 26 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 16.
  • Microorganism according to claim 27 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 16.
  • Microorganism according to claim 28 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 16.
  • the present invention provides a method for producing biogas from biomass in a fermentation reactor.
  • the biomass is added according to the invention a microorganism of the species Methanosarcina barkeri.
  • the amount of biogas formed can be significantly increased by the addition of microorganisms of the species Methanosarcina barkeri to the fermentation substrate.
  • the addition of microorganisms of the species Methanosarcina barkeri causes a significant increase in the amount of biogas produced.
  • the amount of methane produced can also be increased by increasing the volume load, with the addition of microorganisms of the species Methanosarcina barkeri preventing the fermentation process from becoming unstable under the altered conditions.
  • the use of microorganisms of the species Methanosarcina barkeri therefore leads to an improvement in efficiency and efficiency of biogas plants.
  • Methanosarcina barkeri type In connection with the production of biogas by fermentation of organic substrates, microorganisms of the species Methanosarcina barkeri are not yet known.
  • a microorganism of the species Methanosarcina barkeri is added in the form of a culture of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanosarcina barkeri.
  • Fermentation substrates of biogas plants were detected in microorganisms of the species Methanosarcina barkeri only in traces of less than 10 '4 % share of the total number of microorganisms present. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it is found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out directly in the form of a culture of microorganisms.
  • Methanosarcina barkeri can be carried out in the form of a culture suspension or in the form of dry, freeze-dried or moist cell pellets.
  • this type of microorganism should be present in the added culture in a concentration exceeding the natural abundance.
  • mixed cultures of any composition can be used for the addition. All that is required is that the species Methanosarcina barkeri is present in a concentration enriched with respect to the natural occurrence.
  • microorganisms of the species Methanosarcina barkeri are preferably added to the fermentation substrate in the form of cultures of microorganisms, the cultures of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanosarcina barkeri.
  • the percentage of microorganisms of the species Methanosarcina barkeri in the culture can be stated as a percentage.
  • Microorganisms of the species Methanosarcina barkeri are in a mixed culture then the predominantly present type of microorganisms, if they have the highest percentage of the different species of microorganisms present in the mixed culture.
  • microorganisms of the species Methanosarcina barkeri make at least 10 '4 %, in particular at least
  • microorganisms of the species Methanosarcina barkeri at least 10%, in particular at least 50%, particularly preferably at least 90% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a pure culture of a microorganism of the species Methanosarcina barkeri is added. Due to the specific metabolic processes and activities, the addition of a pure culture can especially contribute to an improved methane production.
  • a microorganism of the species Methanosarcina barkeri is added as a component of at least one immobilized culture of microorganisms. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it has been found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out in the form of an immobilized culture of microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanosarcina barkeri is added in an amount to the fermentation substrate, so that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina barkeri between 10 8 % and 50% of the total number present in the fermentation substrate
  • a microorganism of the species Methanosarcina barkeri is particularly preferably added in an amount to the fermentation substrate that makes up after addition of the content of the microorganism of the species Methanosarcina barkeri between 10 -6% and 25% of the total number present in the fermentation substrate microorganisms. More preferably, the microorganism of the species Methanosarcina barkeri is added to the fermentation substrate in an amount such that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina barkeri is between 10 '4 % and 10% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • the microorganism of the species Methanosarcina barkeri is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina barkeri is between 10 '3 % and 1% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • the microorganism of the species Methanosarcina barkeri is a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C140A.
  • the microorganism of the species Methanosarcina barkeri is a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C17A.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C17A is therefore preferably added.
  • the microorganism of the species Methanosarcina barkeri is a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C38A.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C38A is added.
  • the microorganism of the species Methanosarcina barkeri is a microorganism of the strain Archaeon clone ATB-KM1219.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone ATB-KMI 219 is therefore preferably added.
  • the microorganism of the species Methanosarcina barkeri is a microorganism of the strain Archaeon clone ATB-KM1253.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone ATB-KM '1253 is therefore preferably added.
  • the microorganism of the species Methanosarcina barkeri is a microorganism of the strain Archaeon clone MH1492 3E.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism of the species Methanosarcina barkeri for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism of
  • Tribe tribal Archaeon clone 5.5ft C140A used. Also preferred for fermentative production of biogas from biomass is a microorganism of the strain
  • Archaeon clone 5.5ft C17A used.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone 5.5ft C38A is used.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone ATB-KM1219 is used.
  • a microorganism of the strain Archaeon clone ATB-KM1253 is used for the fermentative production of biogas from biomass.
  • Also preferred for fermentative production of biogas from biomass is a microorganism of the strain
  • the microorganisms Methanosarcina barkeri SBG 16 obtained from the fermentation substrate of a postgrader were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 13 comprises 933 nucleotides.
  • the next related sequence identified was the sequence of the uncultivated Archaeon clone 5.5ft C140A.
  • a match of 96.03% is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 96.03% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 96.1% or greater than 96.2% or greater than 96.3% or greater than 96.4% or greater than 96.5% or greater than 96.6%. or more than 96.7% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 13 and particularly preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 97.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 13.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 97.5% or more
  • Nucleotide sequence SEQ ID NO. 13 and particularly preferably contains the
  • Nucleotide sequence has a sequence region that has more than 99.5% sequence identity with the
  • Nucleotide sequence SEQ ID NO. 13 has. According to a very particularly preferred embodiment, the nucleotide sequence contains a sequence region which is the
  • SEQ ID NO: 13 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or on 22 positions or 23 positions or 24 positions or 25 positions or 26 positions or 27 positions or 28 positions or 29 positions or 30 positions or 31 positions or 32 positions or 33 positions or 34 positions or at 35 positions or at 36 positions or at 37 positions nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation" is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, in which culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 96.03 % Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 13, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 96.1% or more 96.2% or greater than 96.3% or greater than 96.4% or greater than 96.5% or greater than 96.6% or greater than 96.7% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 97.0% or greater than 97.5% or greater than 98.0% or greater than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range exceeding 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 13 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 13.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 13.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 13 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 13 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina barkeri for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 13 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Preference is given to the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in one of the above - mentioned
  • microorganisms of the species Methanosarcina barkeri described method for the fermentative production of biogas from biomass In connection with microorganisms of the species Methanosarcina barkeri described method for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanosarcina barkeri SßG77 also obtained from the fermentation substrate of a post-fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 14 comprises 1 128 nucleotides.
  • the next related sequence identified was the sequence of the uncultured Archaeon clone 5.5ft C17A.
  • a 99.20% match is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having greater than 99.20% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 14. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 99.25% or greater than 99.30% or greater than 99.35% or greater than 99.40% or greater than 99.45% or greater than 99.50%. or more than 99.55% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 14, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.60% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 14.
  • the microorganism has a nucleotide sequence which contains a sequence region which has more than 99.70% or more than 99.80% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 14, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region which greater than 99.90% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 14. According to a very particularly preferred embodiment, the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 14.
  • SEQ ID NO: 14 may be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions Nucleotide mutations are present.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation" is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, in which culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence range greater than 99.20 having% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 14, wherein the microorganism makes up at least 10 '4% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 99.25% or greater than 99.30% or greater than 99 , 35% or more than 99.40% or more than 99.45% or more than 99.50% or more than 99.55% Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.60% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 14.
  • the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass comprises a microorganism having a nucleotide sequence with a sequence range greater than 99.70% or greater than 99.80% sequence identity having the nucleotide sequence SEQ ID NO: 14.
  • the nucleotide sequence most preferably contains a sequence region which has more than 99.90% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 14.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 14.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 14 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 14 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina barkeri for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 14 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Preference is given to the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina barkeri for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanosarcina barkeri SBG18 also obtained from the fermentation substrate of a secondary fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 15 comprises 1 123 nucleotides.
  • the next related sequence identified was the sequence of the uncultivated Archaeon clone 5.5ft C38A.
  • a 97.15% match is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 97.15% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 15. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 97.2% or greater than 97.3% or greater than 97.4% or greater than 97.5% or greater than 97.6% or greater than 97.7%. or more than 97.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 15, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 97.9% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 15.
  • the microorganism has a nucleotide sequence which contains a sequence region which has more than 98.0% or more than 98.5% or more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 15 and is particularly preferred
  • the nucleotide sequence contains a sequence region that has greater than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 15.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region that corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 15.
  • SEQ ID NO: 15 can be compared to the starting nucleotide sequence at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions or at eight positions or at nine positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or 16 positions or 17 positions or 18 positions or 19 positions or 20 positions or 21 positions or on 22 positions or at 23 positions or at 24 positions or at 25 positions or at 26 positions or at 27 positions or at 28 positions or at 29 positions or at 30 positions or at 31 positions or at 32 positions nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation" is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism having a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 97.15 is present % Sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 15, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 97.2% or greater than 97.3% or greater than 97 , 4% or more than 97.5% or more than 97.6% or more than 97.7% or more than 97.8% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 15. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 97.9% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 15.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 98.0% or greater than 98.5% or greater than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 15. Most notably Preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 15.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 15.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 15 for fermentative
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO. 15 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Preference is given to the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina barkeri for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanosarcina barkeri SBG33 also obtained from the fermentation substrate of a secondary fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 30 comprises 801 nucleotides.
  • the sequence of the non-cultured krchaeon clone ATB-KM1219 was identified.
  • a match of 99.75% At a length of the particular nucleotide sequence of Methanosarcina barkeri SBG33 of 801 nucleotides and a reference sequence length of 801 Nucleotides calculated using the FASTA algorithm, a match of 99.75%.
  • the present invention also encompasses microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 99.75%.
  • nucleotide sequence SEQ ID NO. 30 Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 30 has. Particularly preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.80% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 30 and particularly preferably contains
  • Nucleotide sequence has a sequence region that has more than 99.85% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 30.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.90% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 30, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.95% sequence identity having the nucleotide sequence SEQ ID NO: 30.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 30.
  • nucleotide mutations may be present at one position or at two positions relative to the starting nucleotide sequence SEQ ID NO: 30.
  • the meaning of the term “nucleotide mutation” is explained in the “Definitions” section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, in which culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 99.75 having% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 30, wherein the microorganism makes up at least 10 '4% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range exceeding 99.80%.
  • nucleotide sequence SEQ ID NO. 30 Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 30 has. Especially preferred The nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.85% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 30.
  • the culture suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass is
  • Microorganisms present a microorganism having a nucleotide sequence with a
  • nucleotide sequence contains a
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region corresponding to the nucleotide sequence SEQ ID No. 30.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 30 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 30 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina barkeri for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO. 30 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Preference is given to the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina barkeri for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanosarcina barkeri SBG20 also obtained from the fermentation substrate of a postgrader were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 17 comprises 801 nucleotides.
  • sequence of the uncultured Archaeon clone ATB-KM1253 was identified. A comparison of the sequences revealed that a total of 4 exchanges of nucleotides or deletions are present.
  • the 99.50% match is calculated using the FASTA algorithm.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having greater than 99.50% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 17. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 99.55% or greater than 99.60% or greater than 99.65% or greater than 99.70% or greater than 99.75% or greater than 99.80%.
  • SEQ ID NO: 17 has sequence identity with the nucleotide sequence, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.85 sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 17.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.90% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 17, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.95% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 17.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 17.
  • nucleotide mutations may be present at one or two positions or at three positions or at four positions relative to the starting nucleotide sequence of SEQ ID NO: 17.
  • the meaning of the term “nucleotide mutation” is explained in the "Definitions” section of the present text.
  • the present invention also includes a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 99.50 % Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 17, wherein the Microorganism accounts for at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 99.55% or greater than 99.60% or greater than 99 , 65% or more than 99.70% or more than 99.75% or more than 99.80% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 17.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.85% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 17.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range of more than 99.90% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 17 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.95% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 17.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 17.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 17 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 17 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina barkeri for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, the culture of microorganisms comprising at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 17 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Preference is given to the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina barkeri for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanosarcina barkeri SBG24 also obtained from the fermentation substrate of a secondary fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID No. 21 comprises 1 129 nucleotides.
  • the next related sequence identified was the sequence of the uncultivated Archaeon clone MH1492 3E.
  • Deletions are present. At a length of the particular nucleotide sequence of Methanosarcina barkeri SBG24 of 1 129 nucleotides and a length of the reference sequence of 1 129
  • the present invention also encompasses microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 98.14%.
  • sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 21 has. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region greater than 98.2% or greater than
  • nucleotide sequence SEQ ID NO: 21 98.3% or greater than 98.4% or greater than 98.5% or greater than 98.6% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 21, and most preferably the nucleotide sequence contains a sequence region greater than 98.7 % Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 21, and most preferably the nucleotide sequence contains a sequence region greater than 98.7 % Sequence identity with the
  • Nucleotide sequence SEQ ID NO. 21 has.
  • the microorganism has a nucleotide sequence containing a sequence region having more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 21, and more preferably the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 99.5% sequence identity having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 21.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 21.
  • SEQ ID NO: 21 may be attached at one position or at two positions or at three positions or four positions or five positions or six positions or seven positions or eight positions or nine positions or ten positions or eleven positions or twelve positions or 13 positions or 14 positions or 15 positions or at 16 positions or at 17 positions or at 18 positions or at 19 positions or at 20 positions or at 21 positions nucleotide mutations.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation” is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also includes a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, wherein in the culture of microorganisms a microorganism is present, which contains a
  • Microorganism accounts for at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 98.2% or greater than 98.3% or greater than 98 , 4% or more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 21. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having greater than 98.6% or greater than 98.7% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 21.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range exceeding 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 21 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 21.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 21.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 21 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 21 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina barkeri for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also includes the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms at least one microorganism as above with respect to its
  • Nucleotide sequence SEQ ID NO: 21 is defined and wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • ID No. 21 has been defined and wherein the microorganism is at least 10 '4 % of the
  • Methanosarcina barkeri In connection with microorganisms of the species Methanosarcina barkeri described method for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms make up at least 10%, particularly preferably at least 25%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the microorganisms described make up at least 50%, in particular at least 75%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • microorganisms make up at least 90% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • it is a pure culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, which is a pure culture of a microorganism, as has been characterized above with respect to its nucleotide sequence.
  • it is an immobilized culture of microorganisms.
  • the present invention includes the following aspects:
  • a process for the production of biogas from biomass in a fermentation reactor characterized in that the biomass is a microorganism of the type
  • Methanosarcina barkeri is added.
  • microorganism of the species Methanosarcina barkeri is added in the form of a culture of microorganisms, wherein microorganisms of the species Methanosarcina barkeri account for at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Fermentation substrate is added that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina barkeri constitutes at present in the fermentation substrate of microorganisms between 10 -8% and 50% of the total.
  • microorganism of the species Methanosarcina barkeri is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina barkeri between 10 '4 % and 10% of the total in Fermentation substrate present microorganisms.
  • microorganism of the species Methanosarcina barkeri is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina barkeri between 10 '3 % and 1% of the total in the Fermentation substrate present microorganisms.
  • Microorganism of the strain Archaeon clone ATB-KM1219 acts. 25. The method according to at least one of claims 1 to 20, characterized in that it is the microorganism of the species Methanosarcina barkeri to a microorganism of the strain Archaeon clone ATB-KM1253.
  • microorganism of the species Methanosarcina barkeri is a microorganism of the
  • microorganism of the species Methanosarcina barkeri is a microorganism of the strain Archaeon clone ATB-KM1253.
  • microorganism of the species Methanosarcina barkeri is a microorganism of the strain Archaeon clone MH1492_3E.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 96.03% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 13.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 97.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 13.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 13.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 13.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 13.
  • Microorganism according to claim 38 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 13.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.20% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 14.
  • Microorganism according to claim 40 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence range exceeding 99.30%
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.50% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 14.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.70% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 14.
  • the microorganism according to claim 43 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.90% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 14.
  • Microorganism according to claim 44 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID NO.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 97.15% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 15.
  • the microorganism according to claim 46 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 15.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 15.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 15.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 15.
  • Microorganism according to claim 50 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 15.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.75% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 30.
  • Microorganism according to claim 52 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.80% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 30.
  • microorganism according to claim 53 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence range which exceeds 99.85%.
  • the microorganism according to claim 54 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.90% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 30.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.95% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 30.
  • Microorganism according to claim 56 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 30.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.50% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 17.
  • Microorganism according to claim 58 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence range which exceeds 99.60%
  • Microorganism according to claim 59 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.70% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 17.
  • 61 Microorganism according to claim 60, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.80% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 17.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.90% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 17.
  • Microorganism according to claim 62 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID NO.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98.14% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 21.
  • the microorganism according to claim 64 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 98.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 21.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.0% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 21.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.5% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 21.
  • nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.9% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 21.
  • Microorganism according to claim 68 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 21.
  • culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass characterized in that in the culture of microorganisms, a microorganism according to claims 34 to 69 is present, wherein the microorganism at least 10 '4 % of the total in the culture microorganisms present.
  • the present invention provides a method for producing biogas from biomass in a fermentation reactor.
  • the biomass is added according to the invention a microorganism of the species Methanosarcina mazei.
  • the amount of biogas formed can be significantly increased.
  • the addition of microorganisms of the species Methanosarcina mazei causes a significant increase in the amount of biogas produced.
  • the amount of methane produced can also be increased by increasing the volume load, with the addition of microorganisms of the species Methanosarcina mazei preventing the fermentation process from becoming unstable under the altered conditions.
  • the use of microorganisms of the species Methanosarcina mazei therefore leads to an improvement in the efficiency and efficiency of biogas plants.
  • a microorganism of the species Methanosarcina mazei is added in the form of a culture of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanosarcina mazei.
  • microorganisms of the species Methanosarcina mazei could be detected only in trace amounts of less than 10 '4% share of the total number of present microorganisms. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it is found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out directly in the form of a culture of microorganisms.
  • Methanosarcina mazei can be carried out in the form of a culture suspension or in the form of dry, freeze-dried or moist cell pellets.
  • this type of microorganism should be present in the added culture in a concentration exceeding the natural abundance.
  • mixed cultures of any composition can be used for the addition. All that is required is that the species Methanosarcina mazei is present in a concentration enriched with respect to the natural occurrence.
  • the proportion of microorganisms of the species Methanosarcina mazei can be specifically identified in a mixture with the aid of fluorescence-labeled oligoprobes.
  • microorganisms of the species Methanosarcina mazei are preferably added to the fermentation substrate in the form of cultures of microorganisms, the cultures of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanosarcina mazei.
  • the proportion of microorganisms of the species Methanosarcina mazei in the culture may be expressed as a percentage. Microorganisms of the species Methanosarcina mazei are in a mixed culture then the predominant species of microorganisms, if they have the highest percentage of the different types of microorganisms present in the mixed culture.
  • microorganisms of the species Methanosarcina mazei make at least 10 '4 %, in particular at least
  • a pure culture of a microorganism of the species Methanosarcina mazei is added. Due to the specific metabolic processes and activities, the addition of a pure culture can especially contribute to an improved methane production.
  • a microorganism of the species Methanosarcina mazei is added as a constituent of at least one immobilized culture of microorganisms. Since the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient for the addition of the microorganisms, it is usually propagated in the form of a culture. In practice, it has been found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out in the form of an immobilized culture of microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanosarcina mazei is added to the fermentation substrate in an amount such that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina mazei is between 10 8 % and 50% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate , In particular, depending on the fermenter size and thus as a function of the amount of fermentation substrate can be necessary to achieve the desired effect, an addition of very different amounts of microorganisms.
  • a microorganism of the species Methanosarcina mazei is particularly preferably added in an amount to the fermentation substrate, that after addition the content of the microorganism of the species Methanosarcina mazei between 10 -6% and 25% of the total number of in the Fermentation substrate present microorganisms. More preferably, the microorganism of the species Methanosarcina mazei is added to the fermentation substrate in an amount such that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina mazei is between 10 '4 % and 10% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • the microorganism of the species Methanosarcina mazei is added to the fermentation substrate in an amount such that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina mazei is between 10 -3 % and 1% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • the microorganism of the species Methanosarcina mazei is a microorganism of the strain Methanosarcina mazei Goe1.
  • a microorganism of the strain Methanosarcina mazei Goe 1 is added.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism of the species Methanosarcina mazei for the fermentative production of biogas from biomass.
  • a microorganism of the strain strain Methanosarcina mazei Goe1 is used for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanosarcina mazei SBG9 obtained from the fermentation substrate of a post-fermenter were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID No. 6 comprises 1 131 nucleotides.
  • Methanosarcina mazei Goe1 was identified as the next relative.
  • a comparison of the sequences revealed that a total of 7 exchanges of nucleotides or deletions are present.
  • the FASTA algorithm gives a 99.38% match.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having greater than 99.38% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 99.40% or greater than 99.45% or greater than 99.50% or greater than 99.55% or greater than 99.60% or greater than 99.65%. Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 6 and in particular Preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.70% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 6.
  • the microorganism has a nucleotide sequence which contains a sequence range which exceeds 99.80%.
  • nucleotide sequence SEQ ID No. 6 Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 6, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.90% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6. According to a most preferred
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 6.
  • nucleotide mutations may be present at one or two positions or at three positions or at four positions or at five positions or at six positions or at seven positions relative to the starting nucleotide sequence SEQ ID NO: 6.
  • the meaning of the term "nucleotide mutation” is explained in the "Definitions" section of the present text.
  • the present invention also encompasses a culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, in which culture of microorganisms a microorganism is present which has a nucleotide sequence containing a sequence region greater than 99.38 % Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 6, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence with a sequence range greater than 99.40% or greater than 99.45% or greater than 99 , 50% or more than 99.55% or more than 99.60% or more than 99.65% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 6.
  • the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.70% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 6.
  • the culture suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass is
  • Microorganisms present a microorganism having a nucleotide sequence with a
  • Sequence region has more than 99.80% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 6 has. Most preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.90% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 6.
  • a microorganism in the culture of microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, a microorganism is present which has a nucleotide sequence which contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 6.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO: 6 for the fermentative production of biogas from biomass. Preference is given to the use of a microorganism as defined above with regard to its nucleotide sequence SEQ ID No. 6 in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina mazei for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the present invention also encompasses the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID NO. 6 and wherein the microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • Preference is given to the use of a culture of microorganisms for the fermentative production of biogas from biomass, wherein the culture of microorganisms comprises at least one microorganism as defined above with respect to its nucleotide sequence SEQ ID No.
  • microorganism is at least 10 ' 4 % of the total number of microorganisms present in the culture, in a method described above in connection with microorganisms of the species Methanosarcina mazei for the fermentative production of biogas from biomass.
  • microorganisms make said, characterized in terms of their nucleotide sequence microorganisms at least 10 '2%, preferably to at least 1% of the total present in the culture of microorganisms.
  • the microorganisms make up at least 10%, particularly preferably at least 25%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the microorganisms described make up at least 50%, in particular at least 75%, of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the above-mentioned microorganisms make up at least 90% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • microorganisms suitable for use in a process for the fermentative production of biogas from biomass, which is a pure culture of a microorganism, as has been characterized above with respect to its nucleotide sequence.
  • it is an immobilized culture of microorganisms.
  • the present invention includes the following aspects:
  • a process for the production of biogas from biomass in a fermentation reactor characterized in that the biomass is added to a microorganism of the species Methanosarcina mazei.
  • microorganism of the species Methanosarcina mazei is added in the form of a culture of microorganisms, wherein microorganisms of the species Methanosarcina mazei make up at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the method according to claim 5 characterized in that make up in the culture of microorganisms of the species Methanosarcina mazei at least 50% of the total number of microorganisms present in the culture. 7. The method according to claim 6, characterized in that constitute in the culture of microorganisms of the species Methanosarcina mazei at least 75% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • microorganism of the species Methanosarcina mazei is added in an amount to the fermentation substrate that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina mazei between 10 '8 % and 50% the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • microorganism of the species Methanosarcina mazei is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina mazei between 10 "6 % and 25% of the total in Fermentation substrate present microorganisms.
  • microorganism of the species Methanosarcina mazei is added in an amount to the fermentation substrate, that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanosarcina mazei between 10 ⁇ 4 % and 10% of the total in Fermentation substrate present microorganisms.
  • Microorganism of the strain Methanosarcina mazei Goe1 acts.
  • a microorganism comprising a nucleic acid having a nucleotide sequence, characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.38% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 6.
  • Microorganism according to claim 24 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.40% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 6.
  • Microorganism according to claim 26 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.80% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 6.
  • Microorganism according to claim 27 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which has more than 99.90% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID No. 6.
  • Microorganism according to claim 28 characterized in that the nucleotide sequence contains a sequence region which corresponds to the nucleotide sequence SEQ ID No. 6.
  • Microorganisms a microorganism according to claims 24 to 29 is present, wherein the microorganism constitutes at least 10 '4 % of the total number of microorganisms present in the culture.
  • the present invention provides a method for producing biogas from biomass in a fermentation reactor.
  • the biomass according to the invention is added to a microorganism of the species Methanothermobacter wolfeii.
  • the amount of biogas formed can be significantly increased.
  • the addition of microorganisms of the species Methanothermobacter wolfeii causes a significant increase in the amount of biogas produced.
  • the amount of methane formed can also be increased by increasing the space load, with the addition of microorganisms of the species Methanothermobacter wolfeii preventing the fermentation process from becoming unstable under the altered conditions.
  • the use of microorganisms of the species Methanothermobacter wolfeii therefore leads to an improvement in the efficiency and efficiency of biogas plants.
  • Methanothermobacter wolfeii also the synonyms "Methanothermobacter wolfef as well as
  • a microorganism of the species Methanothermobacter wolfeii is added in the form of a culture of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanothermobacter wolfeii.
  • microorganisms of the species could be detected from Methanothermobacter present microorganisms wolfeii only in trace amounts of less than 10 '4% share of the total number.
  • the amount of microorganisms isolated from their natural occurrence is insufficient, usually a propagation is carried out in the form of a culture.
  • it is found that the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily carried out directly in the form of a culture of microorganisms.
  • Methanothermobacter wolfeii can be carried out in the form of a culture suspension or in the form of dry, freeze-dried or moist cell pellets.
  • microorganisms of the species Methanothermobacter wolfeii are preferably added to the fermentation substrate in the form of cultures of microorganisms, the cultures of microorganisms consisting predominantly of microorganisms of the species Methanothermobacter wolfeii.
  • the proportion of microorganisms of the species Methanothermobacter wolfeii in the culture can be stated in percent.
  • Microorganisms of the species Methanothermobacter wolfeii are in a mixed culture then the predominantly present type of microorganisms, if they have the highest percentage of the various types of microorganisms present in the mixed culture.
  • microorganisms of the species Methanothermobacter wolfeii at least 10 '4%, especially at least 10 "2%, more preferably at least 1% of the total number of the added to the fermentation substrate culture microorganisms present. According to further preferred embodiments make microorganisms of the species Methanothermobacter wolfeii at least 10%, in particular at least 50%, more preferably at least 90% of the total number of microorganisms present in the culture.
  • a pure culture of a microorganism of the species Methanothermobacter wolfeii is added. Due to the specific metabolic processes and activities, the addition of a pure culture can especially contribute to an improved methane production.
  • a microorganism of the species Methanothermobacter wolfeii is added as a component of at least one immobilized culture of microorganisms.
  • Microorganisms the amount of isolated from their natural occurrence
  • Microorganisms is insufficient, is usually made an increase in the form of a culture.
  • the addition of the microorganisms to the fermentation substrate of a fermenter is most easily achieved in the form of an immobilized culture of
  • Microorganisms is made.
  • the microorganism of the species Methanothermobacter wolfeii is added in an amount to the fermentation substrate, so that after addition of the proportion of the microorganism of the species Methanothermobacter wolfeii between 10 '8 % and 50% of the total number of present in the fermentation substrate microorganisms accounts.
  • an addition of very different amounts of microorganisms depending on the fermenter size and thus as a function of the amount of fermentation substrate can be necessary to achieve the desired effect, an addition of very different amounts of microorganisms.
  • a microorganism of the species Methanothermobacter is particularly preferred wolfeii in an amount added to the fermentation substrate that constitutes wolfeii after addition of the content of the microorganism of the species Methanothermobacter between 10 -6% and 25% of the total number present in the fermentation substrate microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanothermobacter is particularly preferred wolfeii in an amount added to the fermentation substrate that constitutes wolfeii after addition of the content of the microorganism of the species Methanothermobacter between 10 -4% and 10% of the total number present in the fermentation substrate microorganisms.
  • the microorganism of the species Methanothermobacter wolfeii is added in an amount to the fermentation substrate such that, after addition, the proportion of the microorganism of the species Methanothermobacter wolfeii is between 10 '. 3 % and 1% of the total number of microorganisms present in the fermentation substrate.
  • the present invention also encompasses the use of a microorganism of the species Methanothermobacter wolfeii for the fermentative production of biogas from biomass.
  • the microorganisms Methanothermobacter wolfeii SBG10 obtained from the fermentation substrate of a postgrader were subjected to a sequence analysis.
  • the determined 16S rRNA sequence SEQ ID No. 7 comprises 1130 nucleotides.
  • Methanothermobacter wolfeii was identified as the next relative.
  • the FASTA algorithm gives a 99.56% match.
  • the present invention also includes microorganisms having a nucleic acid having a nucleotide sequence containing a sequence region having greater than 99.56% sequence identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7. More preferably, the nucleotide sequence contains a sequence range greater than 99.58% or greater than 99.60% or greater than 99.62% or greater than 99.64% or greater than 99.66% or greater than 99.68%. Sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO. 7, and more preferably, the nucleotide sequence contains a sequence region having more than 99.70% sequence identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 7.

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zugesetzt wird.

Description

Methanogene Mikroorganismen zur Erzeugung von Biogas
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter Verwendung methanogener Mikroorganismen sowie methanogene Mikroorganismen an sich.
Stand der Technik
Biogasanlagen erzeugen Methan durch einen mikrobiellen Abbauprozess von organischen Substanzen. Das Biogas entsteht dabei in einem mehrstufigen Prozess der Vergärung oder Faulung durch die Aktivität von anaeroben Mikroorganismen, d.h. unter Ausschluss von Luft.
Das als Gärsubstrat verwendete organische Material besitzt aus chemischer Sicht einen hochmolekularen Aufbau, der in den einzelnen Verfahrensschritten einer Biogasanlage durch Stoffwechseltätigkeit der Mikroorganismen zu niedermolekularen Bausteinen abgebaut wird. Die bei der Fermentierung des organischen Gärsubstrats aktiven Populationen von Mikroorganismen sind bislang aber nur unzureichend charakterisiert.
Nach heutigem Kenntnisstand können vier nacheinander, aber auch parallel ablaufende und ineinander greifende biochemische Einzelprozesse unterschieden werden, die den Abbau von organischen Gärsubstraten zu den Endprodukten Methan und Kohlendioxid ermöglichen: Hydrolyse, Acidogenese, Acetogenese und Methanogenese.
In der Hydrolyse werden hochmolekulare, oft partikulär vorliegende, organische Verbindungen durch Exoenzyme (z.B. Cellulasen, Amylasen, Proteasen, Lipasen) fermentativer Bakterien in lösliche Spaltprodukte überführt. Dabei werden beispielsweise Fette in Fettsäuren, Kohlenhydrate, wie z.B. Polysaccharide, in Oligo- und Monosaccharide sowie Proteine in Oligopeptide beziehungsweise Aminosäuren zerlegt. Die daneben gebildeten gasförmigen Produkte bestehen überwiegend aus Kohlendioxid.
Fakultativ und obligat anaerob lebende Bakterien, oftmals identisch mit den hydrolysierenden Bakterien, verstoffwechseln in der Acidogenese die Hydrolyseprodukte (z.B. Mono-, Disaccharide, Di-, Oligopeptide, Aminosäuren, Glycerin, langkettige Fettsäuren) intrazellulär zu kurzkettigen Fett- oder Carbonsäuren, wie beispielsweise Butter-, Propion- und Essigsäure, zu kurzkettigen Alkoholen wie zum Beispiel Ethanol und zu den gasförmigen Produkten Wasserstoff und Kohlendioxid.
In der sich anschließenden Acetogenese werden die in der Acidogenese gebildeten kurzkettigen Fett- und Carbonsäuren sowie die kurzkettigen Alkohole von acetogenen Bakterien aufgenommen und nach ß-Oxidation als Essigsäure wieder ausgeschieden. Nebenprodukte der Acetogenese sind CO2 und molekularer Wasserstoff (H2).
Die Produkte der Acetogenese wie Essigsäure aber auch andere Substrate wie Methanol und Formiat werden durch Methan-bildende Organismen in der obligat anaerob verlaufenden Methanogenese zu Methan und CO2 umgesetzt. Das hier entstehende CO2 und auch das während der übrigen Prozessschritte, wie z.B. der Hydrolyse, gebildete CO2 kann wiederum durch Mikroorganismen mit dem angefallenen H2 ebenfalls zu Methan umgesetzt werden.
Die Erhöhung der Ausbeute an Endprodukten aus einer gegebenen Menge an Edukten stellt wie bei jeder chemischen Umsetzung auch im Fall der Herstellung von Biogas ein vordringliches Ziel der Prozessführung dar. Für die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bedeutet dies, dass aus einer gegebenen Menge an organischem Gärsubstrat eine möglichst große Menge an Methan gebildet werden soll. Die durchschnittlich gebildeten Methanmengen (Methanproduktivität in Normkubikmeter pro m3 Arbeitsvolumen und Tag) von Biogasanlagen liegen zwischen 0,25 und 1 ,1 Nm3CH4/m3d, wobei die meisten Anlagen eine Methanproduktivität im Bereich von 0,50 bis 0,75 Nm3CH4/m3d aufweisen (aus „Ergebnisse des Biogas-Messprogramms", 2005, Hrsgb. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow). Substratspezifische Methanausbeuten (angegeben in Normkubikmeter pro Tonne zugeführtes Substrat) weisen einen sehr großen Wertebereich zwischen etwa 16 und 206 Nm3CH4A auf, da die Substrate, mit denen Biogasanlagen betrieben werden, sehr unterschiedlich sind (z.B. Gülle oder tierische Exkremente, Abfälle aus der Lebensmittelproduktion oder Grünabfall, nachwachsende Rohstoffe wie Silomais oder Zuckerrübenschnitzel) und damit einhergehend sehr unterschiedliche Energiegehalte aufweisen (aus „Ergebnisse des Biogas-Messprogramms", 2005, Hrsgb. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow). Um die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage zu beurteilen, kann man u.a. die real produzierte Biogasmenge mit einer substratabhängig theoretisch erwarteten Biogasmenge vergleichen. Das Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V. (KTBL) aber auch die Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft und die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe haben Richtwerte herausgegeben, die in etwa angeben, welche Mengen an Biogas in Abhängigkeit vom eingesetzten Substrat bei einer stabilen Fermentierung zu erwarten sind. Diese theoretischen Richtwerte können somit die Menge an theoretisch erzeugbarem Biogas widerspiegeln. Alternativ können auch von anderen Instituten in anderen Ländern herausgegebene Richtwerte verwendet werden. Für Maissilage, deren Anteile an oTS in aller Regel zwischen 22 % und 40 % schwanken, wurden hierbei zu erwartende Gaserträge im Bereich von 533 NI/kgoTS und 650 NI/kgoTS genannt (in „Handreichung Biogasgewinnung und -nutzung", 2006, Hrsgb. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow und KTBL Homepage, www.ktbl.de). Daneben spielen für die substratspezifischen Methanausbeuten anlagenspezifische Parameter wie die Raumbelastung oder die hydraulische Verweilzeit eine Rolle. Insbesondere die Raumbelastung spielt hier eine wichtige Rolle, da bei einer Erhöhung der Raumbelastung mit derselben Anlage eine wesentlich größere Menge an Biogas erzeugt werden kann.
In der Regel soll eine möglichst hohe Raumbelastung der Fermenter erreicht werden. Die durchschnittlichen Raumbelastungen (angegeben in kg organischer Trockensubstanz pro Kubikmeter und Tag), unter denen Biogasanlagen betrieben werden, liegen bei 1 bis 3 kg oTR/m3d, wobei einstufige Anlagen in der Regel höhere Raumbelastungen aufweisen als mehrstufige Anlagen und eine Raumbelastung von 5,7 kg oTR/m3d der höchste Wert war, der gemessen wurde (aus „Ergebnisse des Biogas-Messprogramms", 2005, Hrsgb. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow).
Unter der Raumbelastung eines Fermenters versteht man die Menge an dem Fermenter zugeführten Substrat, die in Kilogramm organischer Trockensubstanz pro Kubikmeter Fermentervolumen und pro Tag angegeben wird. Die Menge an erzeugtem Biogas hängt stark von der Raumbelastung des Fermenters ab, wobei mit steigender Raumbelastung eine zunehmend größere Menge an Biogas erzeugt wird. Eine hohe Raumbelastung macht den Prozess der Biogaserzeugung also zunehmend ökonomisch rentabler, führt andererseits aber zu einer zunehmenden Destabilisierung der biologischen Prozesse der Fermentierung.
Es besteht weiterhin ein Bedarf an Verfahren zur Erzeugung von Biogas, die eine gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Ausbeute an Methan ermöglichen.
Definitionen
Unter dem Begriff „Biogas" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung das gasförmige Produkt des anaeroben biologischen Abbaus organischer Substrate verstanden. Es enthält in der Regel ca. 45-70 % Methan, 30-55 % Kohlendioxid, sowie geringe Mengen an Stickstoff, Schwefelwasserstoff und andere Gasen. - A -
Die Begriffe „Fermentation" oder „Fermentierung" umfassen im Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl anaerobe wie auch aerobe Stoffwechselprozesse, die unter Einwirkung von Mikroorganismen in einem technischen Prozess aus dem zugeführten Substrat zur Erzeugung eines Produktes, z.B. Biogas führen. Eine Abgrenzung zu dem Begriff „Gärung" ist insofern gegeben, dass es sich bei diesem ausschließlich um annaerobe Prozesse handelt.
Unter einem „Fermenter" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Behälter verstanden, in dem der mikrobiologische Abbau des Substrates bei gleichzeitiger Biogasbildung stattfindet. Die Begriffe „Reaktor", „Gärbehälter" und „Faulbehälter" werden synonym verwendet.
Unter den Begriffen „Gärsubstrat" oder „Substrat" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung organisches und biologisch abbaubares Material verstanden, das dem Fermenter zur Fermentation zugesetzt wird. Substrate können nachwachsende Rohstoffe, Wirtschaftsdünger, Substrate aus der weiterverarbeitenden Agrarindustrie, organische kommunale Reststoffe, Schlachtrückstände oder Grünschnitt sein. Beispiele für obengenannte Substrate sind Maissilage, Roggensilage, Zuckerrübenschnitzel, Melasse, Grassilage, Rinder- oder Schweinegülle, Rinder-, Schweine-, Hühner- oder Pferdemist, Biertreber, Apfel-, Obst- oder Rebentrester, Getreide-, Kartoffel- oder Obstschlempe. Organischer Abfall aus Biotonne, Speisereste, Marktabfälle, Fett aus Fettabscheidern, Panseninhalt, Schweinemageninhalt.
Unter dem Begriff „Gärrückstand" oder „Gärgut" wird der Rückstand der Biogasgewinnung verstanden der den Fermenter verlässt und häufig in einem eigenen Behälter gelagert wird.
Unter „Raumbelastung" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die pro Tag und Kubikmeter (m3) Arbeitsvolumen dem Fermenter zugeführte Menge an organischer Trockensubstanz (oTS) in kg angegeben.
Unter „organischer Trockensubstanz" (o-TS) wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der wasserfreie organische Anteil eines Stoffgemisches nach Entfernung der anorganischen Anteile und Trocknung bei 105 0C verstanden. In der Regel wird der Trockensubstanzanteil in % vom Substrat angegeben. Unter dem Begriff „Verweilzeit" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die durchschnittliche Aufenthaltszeit des Substrates im Fermenter verstanden.
Unter dem Begriff „spezifische Biogasausbeute" oder „spezifische Methanausbeute" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Menge an erzeugtem Biogas oder Methan (angegeben in Normkubikmeter Nm3 erzeugtem Gas) dividiert durch die Menge (in der Regel pro Tonne t) an eingesetzter organischer Trockensubstanz oder Substrat verstanden.
Von dem Begriff „Nukleotidsequenz" wird sowohl die DNA-Sequenz als auch die korrespondierende RNA-Sequenz umfasst. In der Erfindung angegebene RNA-Sequenzen unter der Verwendung der Basen A, U, C, G beziehen sich beispielsweise ebenso auf die korrespondierenden DNA-Sequenzen unter Verwendung der Basen A, T, C, G und umgekehrt.
Die Bestimmung der Nukleotid-Sequenz eines Mikroorganismus erfolgt mit Hilfe eines standardisierten Prozesses, durch den die einzelnen Nukleotide der DNA oder RNA des Mikroorganismus mit hoher Genauigkeit nachgewiesen werden können. Trotz der hohen Genauigkeit der Sequenzierungsverfahren können in einer Sequenz immer wieder einzelne Positionen vorliegen, für die die Bestimmung des an der jeweiligen Position vorliegenden Nukleotids nicht mit hinreichender Genauigkeit möglich war. In solchen Fällen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung in der Nukelotidsequenz der Buchstabe „N" angegeben. Wird nachfolgend in einer Nukelotidsequenz der Buchstabe „N" verwendet, so steht dies als Kürzel für jedes denkbare Nukleotid, also für A, U, G oder C im Falle einer Ribonukleinsäure oder für A, T, G oder C im Falle einer Desoxyribonukleinsäure.
Der Begriff „Nukleotidmutation" wie hier verwendet bedeutet eine Veränderung der Ausgangsnukleotidsequenz. Dabei können einzelne Nukleotide oder mehrere, direkt aufeinander folgende oder durch nicht veränderte Nukleotide unterbrochene Nukleotidsequenzen entfernt (Deletion), hinzugefügt (Insertion oder Addition) oder durch andere ersetzt (Substitution) werden. Der Begriff schließt auch jede mögliche Kombination der einzelnen genannten Veränderungen ein.
Der Begriff „Deletion" wie hier verwendet bedeutet das Entfernen von 1 , 2 oder mehr Nukleotiden aus der jeweiligen Ausgangssequenz.
Der Begriff „Insertion" oder „Addition" wie hier verwendet bedeutet das Hinzufügen von 1 , 2 oder mehr Nukleotiden zu der jeweiligen Ausgangssequenz. Der Begriff „Substitution" wie hier verwendet bedeutet den Austausch eines an einer bestimmten Position vorhandenen Nukleotids durch einen anderes.
Unter dem Begriff „Mikroorganismus" werden mikroskopisch kleine Lebewesen verstanden, die in der Regel Einzeller sind, aber auch Mehrzeller sein können. Beispiele für Mikroorganismen sind Bakterien, mikroskopische Algen, Pilze oder Protozoen.
Unter den Bezeichnungen „Gattung" von Mikroorganismen, „Art" von Mikroorganismen und „Stamm" von Mikroorganismen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die entsprechende grundlegende Kategorie der biologischen Taxonomie, insbesondere der phylogenetischen Klassifikation verstanden. Gattungen, Arten und Stämme von
Mikroorganismen werden u.a. anhand ihrer RNA-Sequenzen identifiziert und unterschieden.
Unter eine bestimmte Gattung, eine bestimmte Art bzw. einen bestimmten Stamm fallen dabei nicht nur Mikroorganismen mit einer ganz bestimmten RNA-Sequenz, sondern auch bis zu einem gewissen Umfang deren genetische Varianten, wobei die genetische Varianz in der Reihe Stamm, Art, Gattung zunimmt.
Die Definition einer „Art" eines Bakteriens befindet sich im wissenschaftlichen Wandel und ist weder abgeschlossen noch sind die verschiedenen Konzepte unumstritten. In der vorliegenden Erfindung wird unter „Art" das Artkonzept verstanden, das sich auf genomische und phylogenetische Analysen bezieht und in dem Review von Staley (Philos. Trans. R. Soc.
Lond. B. Biol. Sei., 2006, 361 , 1899-1909) beschrieben ist. Weitestgehend anerkannt ist, dass zwei bakterielle Spezies, die mehr als 70 % DNA-DNA-Hydridisierung oder mehr als 94 % durchschnittliche Nukleotididentität (ANI, average nucleotide identity) aufweisen, derselben Art angehören bzw. zwei Spezies, die weniger als 97 % Identität der 16S rRNA aufweisen, zwei unterschiedlichen Arten zuzuordnen sind.
Unter dem Begriff „Kultur" versteht sich in diesem Zusammenhang eine Ansammlung von Mikroorganismen unter geschaffenen Bedingungen, die das Wachstum oder zumindest das Überleben der Mikroorganismen gewährleisten. Für Bakterien sind das z.B. Anreicherungskulturen oder Reinkulturen, Flüssigkulturen ebenso wie Kulturen auf festen Medien wie Nährböden, aber auch Dauerkulturen wie tiefgekühlte Glycerinkulturen, immobilisierte Kulturen wie z.B. Gelkulturen oder hochkonzentrierte Kulturen wie Zellpellets.
Unter dem Begriff „Reinkultur" eines Mikroorganismus wird die Nachkommenschaft einer einzelnen Zelle verstanden. Diese wird durch einen mehrstufigen Prozess aus einem Gemisch verschiedener Mikroorganismen isoliert. Der mehrstufige Prozess umfasst die Abtrennung einer einzelnen Zelle aus einer Zellpopulation und erfordert, dass auch die aus der Zelle durch Wachstum und Zellteilung hervorgehende Kolonie von anderen Einzelzellen oder Kolonien getrennt bleibt. Durch eine sorgfältige Abtrennung einer Kolonie, erneutes Suspendieren in Flüssigkeit und wiederholtes Ausstreichen können gezielt Reinkulturen von Mikroorganismen gewonnen werden. Die Isolierung einer Reinkultur kann auch in flüssigen Nährmedien erfolgen, sofern der gewünschte Organismus im Ausgangsmaterial zahlenmäßig überwiegt. Durch serienmäßige Verdünnung der Suspension in der Nährlösung lässt es sich schließlich erreichen, dass sich in der letzten Verdünnungsstufe nur noch eine Zelle befindet. Diese Zelle stellt dann die Basis für eine Reinkultur dar. Die Erläuterung des Begriffs „Reinkultur" und Verfahren zur Erzeugung derselben sind in „Allgemeine Mikrobiologie" von Hans G. Schlegel, 7. überarbeitete Auflage, 1992, Georg Thieme Verlag, S. 205 aufgeführt, worauf hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Unter dem Begriff „Mischkultur" wird ein Gemisch verschiedener Mikroorganismen verstanden. Natürliche Populationen von Mikroorganismen sind in der Regel Mischkulturen. Mischkulturen können jedoch auch künstlich hergestellt werden z.B. durch die Vereinigung von mehreren Reinkulturen.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas bereitzustellen, das eine gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Ausbeute an Methan ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zur Erzeugung von Biogas gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Details, Aspekte und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Beispielen.
Die Frage, ob die Erzeugung von Biogas in einem bestimmten Fermenter unter bestimmten Bedingungen in einer befriedigenden Güte abläuft, lässt sich nicht alleine anhand der absoluten Menge an erzeugtem Biogas beurteilen. Die Menge an erzeugtem Biogas hängt stark von der Menge an zugeführtem Substrat ab, vor allem von der Menge an organischer Trockensubstanz, die in den Fermenter eingebracht wird. Dies drückt sich in den Messparametern „Raumbelastung" und „spezifische Gasausbeute" aus, die somit eine besondere Bedeutung für die Effizienz einer Anlage darstellen. Treten Instabilitäten des Fermentierungsprozesses auf, wie z.B. ein Absinken des pH-Wertes, ein starker Anstieg der Bildung von flüchtigen Fettsäuren oder die Akkumulation von Hemmstoffen wie z.B. Ammoniak oder Schwefelwasserstoff, so nimmt die spezifische Gasausbeute ab.
Die Zusammensetzung der mikrobiellen Populationen in den verschiedenen Gärsubstraten sowie die Entwicklung der Organismenzusammensetzung während des Fermentationsprozesses ist größtenteils unbekannt, jedoch sehr variabel und unterliegt einem komplizierten dynamischen Prozeß, der auch durch die jeweiligen Prozessbedingungen beeinflusst wird. Zur Bestimmung der mikrobiellen Zusammensetzung sowie der Gesamtzahl von Mikroorganismen in einem Gärsubstrat wie auch der Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in dem Gärsubstrat sind dem Fachmann verschiedene Methoden bekannt, die beispielsweise in dem Überblicksartikel von Amann et al. (Microbiol. Review. 59, 143-169, 1995) beschrieben sind. Eine bevorzugte Methode zur Bestimmung der Mikroorganismenzusammensetzung unabhängig von einer vorherigen Kultivierung der Mikroorganismen ist zum Beispiel die Erstellung einer rDNA Klonbibliothek (z.B. auf der Basis von 16S rRNA) nach Nukleinsäureextraktion und PCR, die anschließend sequenziert werden kann. Mit Hilfe dieser Klonbibliothek kann beispielsweise durch in situ Hybridisierung mit spezifischen Fluoreszenz-markierten Oligonukleotidsonden die Zusammensetzung der mikrobiellen Population im Gärsubstrat ermittelt werden. Geeignete rRNA-basierende Oligonukleotidsonden sind aus dem oben erwähnten Review bekannt oder können beispielsweise mittels probeBase (Loy et al., 2003, Nucleic Acids Res. 31 , 514-516. Loy et al., 2007. Nucleic Acids Res. 35: D800-D804) oder dem ARB Programmpaket (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) gefunden werden. Eine quantitative Bestimmung des Anteils einzelner Mikroorganismen an der Gesamtpopulation kann in geeigneter Weise mit den Methoden quantitativer Dot Blot, in situ Hybridisierung oder der Hybridisierung von ganzen Zellen (whole cell hybrisization) durchgeführt werden.
Sämtliche nachfolgend beschriebenen, in einem Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse zugesetzten Mikroorganismen werden bevorzugt in Form einer angereicherten Kultur dem Fermenter zugesetzt. Die Zugabe der Bakterienkultur kann in Form einer flüssigen Kultursuspension, bevorzugt in einem Anreicherungs- oder Selektionsmedium oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden. Für methanogene Mikroorganismen liegen die Zellkonzentrationen, die in angereicherten Kulturen erreicht werden, in einem Konzentrationsbereich von ca. 106 Zellen pro ml Kultur bis etwa 1013 Zellen pro ml Kultur. Eine bevorzugte Ausführungsform ist auch eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen. Für sämtliche nachfolgend beschriebenen Mikroorganismen können als Trägermaterialien, auf denen der jeweilige Mikroorganismus immobilisiert wird, natürliche oder synthetische Polymere eingesetzt werden. Bevorzugt werden gelbildende Polymere verwendet. Diese haben den Vorteil, dass Bakterien innerhalb der Gelstruktur aufgenommen bzw. eingelagert werden können. Bevorzugt werden solche Materialien eingesetzt, die sich in Wasser langsam auflösen bzw. abgebaut werden, so dass die Freisetzung des jeweiligen Mikroorganismus über einen längeren Zeitraum hinweg erfolgt.
Beispiele für geeignete Polymere sind Polyanillin, Polypyrrol, Polyvinylpyrolidon, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol, Polyethylen, Polypropylen, Epoxidharze, Polyethylenimine, Polysaccharide wie Agarose, Alginat oder Cellulose, Ethylcellulose, Methylcellulose, Carboxymethylethylcellulose, Celluloseacetate, Alkali-Cellulosesulfat, Copolymere aus Polystyrol und Maleinsäureanhydrid, Copolymere aus Styrol und Methylmethacrylat, Polystyrolsulfonat, Polyacrylate und Polymethacrylate, Polycarbonate, Polyester, Silikone, Cellulosephthalat, Proteine wie Gelatine, Gummi arabicum, Albumin oder Fibrinogen, Gemische aus Gelatine und Wasserglas, Gelatine und Polyphosphat, Gelatine und Copolymere aus Maleinsäureanhydrid und Methylvinylether, Celluloseacetatbutyrat, Chitosan, Polydialkyldimethyl-ammoniumchlorid, Mischungen aus Polyacrylsäuren und Polydiallyldimethylammoniumchlorid sowie deren Gemische. Das Polymermaterial kann auch mit Hilfe üblicher Vernetzer wie Glutaraldehyd, Harnstoff/Formaldehydharzen oder Taninverbindungen vernetzt werden.
Alginate als Immobilisate erweisen sich als besonders vorteilhaft, da sie zum einen keinen negativen Einfluss auf die Aktivität der Mikroorganismen nehmen und da sie zum anderen durch Mikroorganismen langsam abgebaut werden. Durch den langsamen Abbau der Alginat- Immobilisate werden nach und nach die eingeschlossenen Mikroorganismen freigesetzt.
Für die Immobilisation werden die Mikroorganismen mit einem Polymergel vermengt und dann in einer geeigneten Härterlösung gehärtet. Dazu werden sie zunächst mit einer Gellösung vermischt und anschließend in eine Härterlösung aus geeigneter Höhe getropft. Die genauen Vorgehensweisen zur Immobilisation sind dem Fachmann bekannt.
Es hat sich gezeigt, dass die nachfolgend näher beschriebenen Mikroorganismen Eigenschaften aufweisen, aufgrund derer sich der Zusatz der Mikroorganismen während einer Fermentation zur Erzeugung von Biogas positiv auf die erzeugte Menge an Biogas, insbesondere Biomethan auswirkt, was die Rentabilität der entsprechenden Anlagen signifikant erhöht.
Grundsätzlich kann der Zusatz von hierfür geeigneten Mikroorganismen zu jedem beliebigen Zeitpunkt des Fermentationsprozesses erfolgen, insbesondere können die Mikroorganismen zum Animpfen von Gärsubstrat bei der erstmaligen Inbetriebnahme oder einer Wiederinbetriebnahme eines Fermenters verwendet werden. Es können sämtliche, nachfolgend näher beschriebenen Mikroorganismen zum Animpfen von Gärsubstrat verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Mikroorganismen können in Form einer Kultur einmalig oder mehrmalig in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen, bevorzugt jedoch wöchentlich oder monatlich, besonders bevorzugt täglich oder zweimal pro Woche in einer geeigneten Konzentration und Menge zugegeben werden. Geeignete Konzentrationen an Mikroorganismen und zugegebenen Mengen werden in den speziellen Ausführungsbeispielen erläutert.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Mikroorganismen auch bei Störungen des Fermentationsprozesses zur Stabilisierung der Fermentation zuzugeben. Solche Störungen können durch Überwachung bestimmter charakteristischer Parameter der Fermentierung frühzeitig erkannt werden. Charakteristische Parameter geben Auskunft über die Qualität eines ablaufenden Fermentierungsprozesses zur Herstellung von Biogas. Solche charakteristischen Parameter sind nicht nur die Menge an erzeugtem Biogas und der Methangehalt des erzeugten Biogases sondern beispielsweise auch der Wasserstoffgehalt des erzeugten Biogases, der pH-Wert des Gärsubstrats, das Redoxpotential des Gärsubstrats, der Carbonsäuregehalt des Gärsubstrats, die Anteile verschiedener Carbonsäuren im Gärsubstrat, der Wasserstoffgehalt des Gärsubstrats, der Anteil der Trockensubstanz am Gärsubstrat, der Anteil der organischen Trockensubstanz am Gärsubstrat, die Viskosität des Gärsubstrats und die Raumbelastung des Fermentierungsreaktors. Es können sämtliche, nachfolgend näher beschriebenen Mikroorganismen bei Störungen des Fermentationsprozesses zur Stabilisierung der Fermentation zugegeben werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird zeitnah zur Zugabe der nachfolgend beschriebenen Mikroorganismen zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben. Eine zeitnahe Zugabe von zusätzlicher Biomasse kann innerhalb einer Zeitspanne von 1 Sekunde bis hin zu 3 Tagen nach Zugabe von Mikroorganismen erfolgen oder sie kann gleichzeitig mit der Zugabe von Mikroorganismen erfolgen. Dabei kann die Raumbelastung im Fermentationsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von neuem Substrat kontinuierlich gesteigert oder in etwa konstant gehalten werden, wobei die Fermentierung bei allen Raumbelastungen, bevorzugt bei einer Raumbelastung von ≥ 0.5 kg organischer Trockensubstanz pro m3 und Tag [kg oTS/m3d], weiter bevorzugt bei einer Raumbelastung von ≥4.0 kg oTS/m3d und besonders bevorzugt bei einer Raumbelastung von ≥8.0 kg oTS/m3d durchgeführt werden kann, was im Vergleich zum gegenwärtigen Stand der Technik einer Erhöhung der durchschnittlichen Raumbelastung um mehr als das Doppelte entspricht. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird daher die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von Biomasse kontinuierlich gesteigert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden Gärsubstrat und Mikroorganismen kontinuierlich zugegeben. Der kontinuierliche Betrieb eines Fermentationsreaktors soll bei einer stabilen mikrobiellen Biozönose zu einer kontinuierlichen Produktion von Biogas führen, wobei das Aussetzen der Substratzugabe zur Fermentation infolge einer Prozessstörung vermindert werden soll. Auch in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können alle, nachfolgend näher beschriebenen Mikroorganismen eingesetzt werden.
Ebenfalls ist die Ausführung des Fermentationsverfahrens und der damit zusammenhängenden Prozesse auch in einem diskontinuierlichen Betrieb, beispielsweise „Batch"-Fermentierung denkbar. So kann dem Gärsubstrat gemäß einer weiteren Ausführungsform während der Fermentierung ein Mikroorganismus beispielsweise in regelmäßigen Abständen zugegeben werden. Die Zugabe des Mikroorganismus in regelmäßigen Abständen führt zu einer Steigerung der Lebendzellzahl und somit zu einem verbesserten Ablauf der Methanbildung. Auch in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können alle, nachfolgend näher beschriebenen Mikroorganismen eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des Gärsubstrats. Durch die konstante Durchmischung des Gärsubstrats können die zugegebenen Kulturen von Mikroorganismen besser im Gärsubstrat verteilt werden. Außerdem kann das gebildete Biogas besser aus dem Fermentationsprozess abgeführt werden. Die genannten Vorteile stellen sich im Zusammenhang mit sämtlichen, nachfolgend näher beschriebenen Mikroorganismen ein.
Die konstante Durchmischung des Gärsubstrats führt zudem zu einer gleichmäßigen Wärmeverteilung im Fermentationsreaktor. Messungen der Temperatur im Fermentationsreaktor, die in periodischen Abständen, aber auch kontinuierlich durchgeführt wurden, ergaben, dass das Gärsubstrat in einem Temperaturbereich von 2O0C bis 8O0C, bevorzugt bei etwa 35 0C bis 60 0C, besonders bevorzugt bei 4O0C bis 500C effizient fermentiert wird. Diese Temperaturbereiche werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung daher im Zusammenhang mit sämtlichen, nachfolgend näher beschriebenen Mikroorganismen bevorzugt. Neben der Hydrolyse erfolgt insbesondere die letzte Stufe des Fermentationsprozesses, nämlich die Bildung von Methan durch methanogene Mikroorganismen, besonders effizient bei erhöhten Temperaturen. Für mehrstufige Biogasanlagen ist es auch sinnvoll, die unterschiedlichen Reaktoren bei unterschiedlichen Temperaturen zu betreiben, z.B. die erste Stufe unter mesophilen Bedingungen und die nachgeordneten Stufen, insbesondere die Methanogenese, bei thermophilen Bedingungen. Geeignete Bedingungen hierfür sind aus dem Stand der Technik bekannt (z.B. DE 10 2005 012367 A1 ).
Sämtliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht auf einstufige Verfahren zur Herstellung von Biogas beschränkt. Der Einsatz sämtlicher, nachfolgend näher beschriebenen Mikroorganismen kann auch in zwei- oder mehrstufigen Verfahren erfolgen.
Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass sämtliche, nachfolgend näher beschriebenen Mikroorganismen einzeln oder in beliebigen Kombinationen in allen, oben erläuterten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können. Die obigen Ausführungen beziehen sich also auf alle nachfolgenden Mikroorganismen.
Methanoculleus bourgensis
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Stämme von Mikroorganismen unter den Begriff „Art Methanoculleus bourgensis" fallen. Insbesondere sind unter der „Art Methanoculleus bourgensis" auch die synonym verwendeten Bezeichnungen „Methanoculleus olentangyϊ und „Methanoculleus oldenburgensis" (Asakawa & Nagaoka, Int. J Syst. and Evol. Microbiol., 2003, 53, 1551 -1552) sowie die Basonyme „Methanogenium bourgense" und „Methanogenium olentangyr' zu verstehen (Bacterial Nomenclature Up-To- Date, Approved List der DSMZ - Deutsche Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Stand März 2010). Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis nur in Spuren von weniger als 10'4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Methanoculleus bourgensis kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit der Mikroorganismenart Methanoculleus bourgensis verbunden sind, sollte diese Art von Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Art Methanoculleus bourgensis in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist. Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenzmarkierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest 10'2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zwischen 1 CT8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden.
Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zwischen 10"4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus sp. dm2. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus sp. dm2 zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes krchaeon Klon GZK7. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes krchaeon Klon GZK7 zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C121A. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C121A zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C124A. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C124A zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C141A. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C141A zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon A52. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon A52 zugegeben .
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon MCSArc_B6. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon MCSArc_B6 zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen
Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon BSA1A-03. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon BSA 1 A- 03 zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon BSA2A-02. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon BSA2A-02 zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon MAA04. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon MAA04 zugegeben.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus sp. dm2 verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon GZK7 verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C121A verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C124A verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft Ci '41 A verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon A52 verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon MCSArc_B6 verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon BSA 1A-03 verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon BSA2A-02 verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon MAA04 verwendet. Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG7 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA- Sequenz SEQ ID Nr. 4 umfasst 974 Nukleotide. Als nächster Verwandter wurde Methanoculleus sp.dm2 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 26 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus bourgensis SBG7 von 974 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 968 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA- Algorithmus eine Übereinstimmung von 97,31 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,31 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,4 % oder mehr als 97,5 % oder mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26 Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert. Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,31 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,4 % oder mehr als 97,5 % oder mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG12 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 9 umfasst 1 1 19 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon GZK7 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 27 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus bourgensis SBG12 von 1 1 19 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1099 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 97,54 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,54 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,6 % oder mehr als
97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als
98,1 % oder mehr als 98,2 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26 Positionen oder an 27 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,54 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 98,1 % oder mehr als 98,2 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG13 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 10 umfasst 1 123 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon 5.5ft C121A identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 22 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus bourgensis SBG 13 von 1 123 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1 123 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 98,04 %. Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,04 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,1 % oder mehr als 98,2 % oder mehr als 98,3 % oder mehr als 98,4 % oder mehr als 98,5 % oder mehr als 98,6 % oder mehr als 98,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,04 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 98,1 % oder mehr als 98,2 % oder mehr als 98,3 % oder mehr als 98,4 % oder mehr als 98,5 % oder mehr als 98,6 % oder mehr als 98,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG14 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte
16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 1 1 umfasst 1 133 Nukleotide. Als nächste verwandte
Sequenz wurde eine Teilsequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon 5.5ft C121A identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 28 Austausche von
Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus bourgensis SBG 14 von 1 133 Nukleotiden und einer Länge der
Referenzsequenz von 1 132 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine
Übereinstimmung von 97,53 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,53 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,6 % oder mehr als
97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als
98,1 % oder mehr als 98,2 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26 Positionen oder an 27 Positionen oder an 28 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,53 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,6 % oder mehr als
97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als
98,1 % oder mehr als 98,2 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG15 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte
16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 12 umfasst 801 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon 5.5ft C124A identifiziert. Ein
Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 25 Austausche von Nukleotiden oder
Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus bourgensis SBG15 von 801 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 804
Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von
96,88 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,88 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 96,9 % oder mehr als
97,0 % oder mehr als 97,1 % oder mehr als 97,2 % oder mehr als 97,3 % oder mehr als
97,4 % oder mehr als 97,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,0 % oder mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ
ID Nr. 12 aufweist. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,88 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 96,9 % oder mehr als
97,0 % oder mehr als 97,1 % oder mehr als 97,2 % oder mehr als 97,3 % oder mehr als
97,4 % oder mehr als 97,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,0 % oder mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID
Nr. 12 aufweist. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 definiert wurde zur fermentativen
Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines
Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG31 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 28 umfasst 556 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon 5.5ft C141A identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 5 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus bourgensis SBG31 von 556 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 556 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 99,10 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,10 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,2 % oder mehr als 99,3 % oder mehr als 99,4 % oder mehr als 99,5 % oder mehr als 99,6 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,10 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,2 % oder mehr als 99,3 % oder mehr als 99,4 % oder mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,6 % oder mehr als 99,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG30 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 27 umfasst 909 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon A52 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 38 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus bourgensis SBG30 von 909 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 926 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 95,82 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 95,82 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 95,9 % oder mehr als 96,0 % oder mehr als 96,1 % oder mehr als 96,2 % oder mehr als 96,3 % oder mehr als 96,4 % oder mehr als 96,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,0 % oder mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26 Positionen oder an 27 Positionen oder an 28 Positionen oder an 29 Positionen oder an 30 Positionen oder an 31 Positionen oder an 32 Positionen oder an 33 Positionen oder an 34 Positionen oder an 35 Positionen oder an 36 Positionen oder an 37 Positionen oder an 38 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 95,82 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 95,9 % oder mehr als
96,0 % oder mehr als 96,1 % oder mehr als 96,2 % oder mehr als 96,3 % oder mehr als
96,4 % oder mehr als 96,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,0 % oder mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID
Nr. 27 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 definiert wurde zur fermentativen
Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines
Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG23 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 20 umfasst 801 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon MCSArc_B6 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 33 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus bourgensis SBG23 von 801 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 802 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 95,88 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 95,88 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 95,9 % oder mehr als 96,0 % oder mehr als 96,1 % oder mehr als 96,2 % oder mehr als 96,3 % oder mehr als 96,4 % oder mehr als 96,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,0 % oder mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26 Positionen oder an 27 Positionen oder an 28 Positionen oder an 29 Positionen oder an 30 Positionen oder an 31 Positionen oder an 32 Positionen oder an 33 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine
Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 95,88 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist, wobei der
Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 95,9 % oder mehr als 96,0 % oder mehr als 96,1 % oder mehr als 96,2 % oder mehr als 96,3 % oder mehr als 96,4 % oder mehr als 96,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,0 % oder mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG28 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 25 umfasst 801 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Euryarchaeote Klon BSA 1A-03 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 3 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus bourgensis SBG28 von 801 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 801 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 99,63 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,63 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,65 % oder mehr als 99,67 % oder mehr als 99,69 % oder mehr als 99,70 % oder mehr als 99,72 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,75 Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert. Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,63 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,65 % oder mehr als 99,67 % oder mehr als 99,69 % oder mehr als 99,70 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,72 % oder mehr als 99,75 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG29 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 26 umfasst 679 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Euryarchaeote Klon BSA2A-02 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 5 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus bourgensis SBG29 von 679 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 680 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 99,26 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,26 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,28 % oder mehr als 99,3 % oder mehr als 99,4 % oder mehr als 99,5 % oder mehr als 99,6 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,8 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,26 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,28 % oder mehr als 99,3 % oder mehr als 99,4 % oder mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der
Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die
Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,6 % oder mehr als 99,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 definiert wurde zur fermentativen
Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines
Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG32 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 29 umfasst 935 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde eine Teilsequenz des nicht kultivierten Euryarchaeote Klon MAA04 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 23 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus bourgensis SBG32 von 935 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 939 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 97,54 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,54 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 98,1 % oder mehr als 98,2 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,54 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 98,1 % oder mehr als 98,2 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von
Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem
Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz
SEQ ID Nr. 29 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen
Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen alle oben genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde.
Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Methanoculleus chikugoensis
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen. Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Stämme von Mikroorganismen unter den Begriff „Art Methanoculleus chikugoensis" fallen. Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis nur in Spuren von weniger als 10'4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Methanoculleus chikugoensis kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit der Mikroorganismenart Methanoculleus chikugoensis verbunden sind, sollte diese Art von Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Art Methanoculleus chikugoensis in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist.
Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenzmarkierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest 10"2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zwischen 10~8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden. Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zwischen 10" 3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis um einen Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus chikugoensis MG62. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus chikugoensis MG62 zugegeben.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus chikugoensis MG62 verwendet.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus chikugoensis SBG5 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA- Sequenz SEQ ID Nr. 2 umfasst 1 124 Nukleotide. Als nächster Verwandter wurde Methanoculleus chikugoensis MG62 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 12 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus chikugoensis SBG5 von 1 124 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1 124 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 98,93 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,93 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,0 % oder mehr als 99,1 % oder mehr als 99,2 % oder mehr als 99,3 % oder mehr als 99,4 % oder mehr als 99,5 % oder mehr als 99,6 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine
Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,93 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist, wobei der
Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,0 % oder mehr als 99,1 % oder mehr als 99,2 % oder mehr als 99,3 % oder mehr als 99,4 % oder mehr als 99,5 % oder mehr als 99,6 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von
Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem
Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz
SEQ ID Nr. 2 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen
Sequenzbereich, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen die genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von
Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von
Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde.
Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis zumindest 10" 2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von
Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird. 14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des Gärsubstrats erfolgt.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 20^ bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 40 <€ bis 500C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus der Art
Methanoculleus chikugoensis kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art
Methanoculleus chikugoensis zwischen 108 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zwischen 10"6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. 21 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis um einen Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus chikugoensis MG62 handelt.
22. Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
23. Verwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis um einen Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus chikugoensis MG62 handelt.
24. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,93 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist.
25. Mikroorganismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,2 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist.
26. Mikroorganismus nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,4 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist.
27. Mikroorganismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,6 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist.
28. Mikroorganismus nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 aufweist.
29. Mikroorganismus nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 2 entspricht.
30. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
31 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
32. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmacht.
33. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
34. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
35. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
36. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 handelt.
37. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt.
38. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 24 bis 29 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
39. Verwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt. 40. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 37 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
41 . Verwendung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt.
Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus chikugoensis zugesetzt wird.
Methanoculleus marisnigri
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Stämme von Mikroorganismen unter den Begriff „Art Methanoculleus marisnigri' fallen. Insbesondere ist unter der „Art Methanoculleus marisnigri' auch das Basonym „Methanogenium marisnigri" zu verstehen (Bacterial Nomenclature Up-To-Date, Approved List der DSMZ - Deutsche Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Stand März 2010). Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri bisher nicht bekannt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri nur in Spuren von weniger als 10'4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Methanoculleus marisnigri kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit der Mikroorganismenart Methanoculleus marisnigri verbunden sind, sollte diese Art von Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Art Methanoculleus marisnigri in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist.
Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenzmarkierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest 10'2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zwischen 10"8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden
Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden.
Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri um einen Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus marisnigri JRI. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus marisnigri JR1 zugegeben.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Stammes Methanoculleus marisnigri JR1 verwendet.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus marisnigri SBG6 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA- Sequenz SEQ ID Nr. 3 umfasst 1440 Nukleotide. Als nächster Verwandter wurde Methanoculleus marisnigri JR1 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 38 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanoculleus marisnigri SBG6 von 1440 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1441 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 97,36 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,36 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,4 % oder mehr als
97,5 % oder mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als
97,9 % oder mehr als 98 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn
Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14
Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22
Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26
Positionen oder an 27 Positionen oder an 28 Positionen oder an 29 Positionen oder an 30
Positionen oder an 31 Positionen oder an 32 Positionen oder an 33 Positionen oder an 34
Positionen oder an 35 Positionen oder an 36 Positionen oder an 37 Positionen oder an 38 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,36 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,4 % oder mehr als 97,5 % oder mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigή näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen die genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde.
Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus der Art
Methanoculleus marisnigri zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri zumindest 10'4 % der
Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zusätzliche
Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird. 14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des Gärsubstrats erfolgt.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 20^ bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 40 <€ bis 500C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus der Art
Methanoculleus marisnigή kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art
Methanoculleus marisnigri zwischen 10"8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zwischen 10"6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. 21 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri um einen Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus marisnigri JR1 handelt.
22. Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
23. Verwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri um einen Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus marisnigri JR1 handelt.
24. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,36 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist.
25. Mikroorganismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist.
26. Mikroorganismus nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist.
27. Mikroorganismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist.
28. Mikroorganismus nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 aufweist.
29. Mikroorganismus nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 3 entspricht.
30. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
31 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
32. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmacht.
33. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
34. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
35. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
36. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 handelt.
37. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt.
38. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 24 bis 29 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
39. Verwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt. 40. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 37 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
41 . Verwendung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt.
Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus marisnigri zugesetzt wird.
Methanoculleus thermophilus
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Stämme von Mikroorganismen unter den Begriff „Art Methanoculleus thermophilus" fallen. Insbesondere sind unter der „Art Methanoculleus thermophilus" auch die Basonyme „Methanogenium thermophilicum"und „Methanogenium frittonir' zu verstehen sowie Mikroorganismen, die mit dem orthographisch nicht korrekten Namen „Methanoculleus thermophilicus" bezeichnet werden (Bacterial Nomenclature Up-To-Date, Approved List der DSMZ - Deutsche Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Stand März 2010). Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus nur in Spuren von weniger als 10'4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Methanoculleus thermophilus kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit der Mikroorganismenart Methanoculleus thermophilus verbunden sind, sollte diese Art von Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Art Methanoculleus thermophilus in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist.
Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenz- markierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest 10'2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der
Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten
Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von
Mikroorganismen vorgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zwischen 10~8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden. Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zwischen 10" 3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon HDBW-WA02. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon HDBW-WA02 zugegeben.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon HDBW-WA02 verwendet.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanoculleus thermophilus SBG27 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA- Sequenz SEQ ID Nr. 24 umfasst 1 124 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon HDBW-WA02 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 1 1 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Archaeon Klon HDBW- WA02, SBG27 von 1 124 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1053 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 98,96 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,96 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,0 % oder mehr als 99,1 % oder mehr als 99,2 % oder mehr als 99,3 % oder mehr als 99,4 % oder mehr als 99,5 % oder mehr als 99,6 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,96 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,0 % oder mehr als 99,1 % oder mehr als 99,2 % oder mehr als 99,3 % oder mehr als 99,4 % oder mehr als 99,5 % oder mehr als 99,6 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen die genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde.
Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus der Art
Methanoculleus thermophilus zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus zumindest 10'4 % der
Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus zumindest 10' 2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von
Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird. 14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des Gärsubstrats erfolgt.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 20^ bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 40 <€ bis 500C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus der Art
Methanoculleus thermophilus kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art
Methanoculleus thermophilus zwischen 10"8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zwischen 10"6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. 21 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon HDBW-WA02 handelt.
22. Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
23. Verwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon HDBW-WA02 handelt.
24. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,96 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist.
25. Mikroorganismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,2 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist.
26. Mikroorganismus nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,4 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist.
27. Mikroorganismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,6 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist.
28. Mikroorganismus nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 aufweist.
29. Mikroorganismus nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 24 entspricht.
30. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
31 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
32. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmacht.
33. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
34. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
35. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
36. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 handelt.
37. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt.
38. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 24 bis 29 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
39. Verwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt. 40. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 37 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
41 . Verwendung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt.
Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus thermophilus zugesetzt wird.
Methanobacterium formicicum
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Stämme von Mikroorganismen unter den Begriff „Art Methanobacterium formicicum" fallen. Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum nur in Spuren von weniger als 10'4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Methanobacterium formicicum kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit der Mikroorganismenart Methanobacterium formicicum verbunden sind, sollte diese Art von Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Es können auch Mischkulturen, die Methanobacterium formicicum zusammen mit beliebigen anderen Mikroorganismen enthalten für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Art Methanobacterium formicicum in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist.
Für die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen sind dem Fachmann verschiedene Methoden aus dem Stand der Technik bekannt. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenz-markierten Oligosonden spezifisch der Anteil von
Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen der Art
Methanobacterium formicicum auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von
Mikroorganismen aufweisen. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest 10'2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zwischen 10'8% und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden
Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden.
Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum um einen Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp., Klon SMS-sludge-11. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp., Klon SMS-sludge-11 zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum um einen Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp. 169. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp. 169 zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon CG-4. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon CG-4 zugegeben.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp. Klon SMS-sludge-11 verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp. 169 verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon CG- 4 verwendet. Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen
Methanobacterium formicicum SBG4 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 1 umfasst 1 133 Nukleotide. Als nächste verwandte 16S rRNA-Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Methanobacterium sp. Klon
SMS-sludge-11 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 26
Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten
Nukleotidsequenz von Methanobacterium formicicum SBG4 von 1 133 Nukleotiden und einer
Länge der Referenzsequenz von 1 128 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA- Algorithmus eine Übereinstimmung von 97,70 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,70 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 98,1 % oder mehr als 98,2 % oder mehr als 98,3 % oder mehr als 98,4 % oder mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine
Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,70 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist, wobei der
Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 98,1 % oder mehr als 98,2 % oder mehr als 98,3 % oder mehr als 98,4 % oder mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 definiert wurde zur fermentativen
Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines
Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanobacterium formicicum SBG8 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 5 umfasst 903 Nukleotide. Als nächster Verwandter wurde Methanobacterium sp. 169 identifiziert. Ein Vergleich der Nukleotidsequenzen ergab, dass insgesamt 22 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanobacterium formicicum SBG8 von 903 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 91 1 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 97,56 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,56 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 98,1 % oder mehr als 98,2 % oder mehr als 98,3 % oder mehr als 98,4 % oder mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn
Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14
Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22
Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine
Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,56 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist, wobei der
Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 98,1 % oder mehr als 98,2 % oder mehr als 98,3 % oder mehr als 98,4 % oder mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanobacterium formicicum SBG25 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 22 umfasst 914 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde eine 16S rRNA-Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klons CG-4 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 27 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanobacterium formicicum SBG25 von 914 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 928 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 97,05 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,05 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,1 % oder mehr als 97,2 % oder mehr als 97,3 % oder mehr als 97,4 % oder mehr als 97,5 % oder mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % oder mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26 Positionen oder an 27 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,05 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,1 % oder mehr als 97,2 % oder mehr als 97,3 % oder mehr als 97,4 % oder mehr als 97,5 % oder mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % oder mehr also 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen die genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde.
Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum zumindest 10'2 % der
Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden. 1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird.
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des
Gärsubstrats erfolgt.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 20^ bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 40 <€ bis 500C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zwischen 10"8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zwischen 10"6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden
Mikroorganismen ausmacht. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zwischen 10"3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden
Mikroorganismen ausmacht.
21 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum um einen Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp. Klon SMS-sludge-11 handelt.
22. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum um einen Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp. 169 handelt.
23. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon CG-4 handelt.
24. Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
25. Verwendung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum um einen Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp. Klon SMS-sludge-11 handelt.
26. Verwendung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum um einen Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp. 169 handelt. 27. Verwendung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon CG-4 handelt.
28. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,70 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist.
29. Mikroorganismus nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist.
30. Mikroorganismus nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist.
31 . Mikroorganismus nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist.
32. Mikroorganismus nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 aufweist.
33. Mikroorganismus nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 entspricht.
34. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als
97,56 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist.
35. Mikroorganismus nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist. 36. Mikroorganismus nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist.
37. Mikroorganismus nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist.
38. Mikroorganismus nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 aufweist.
39. Mikroorganismus nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 5 entspricht.
40. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,05 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist.
41 . Mikroorganismus nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist.
42. Mikroorganismus nach Anspruch 41 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist.
43. Mikroorganismus nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist.
44. Mikroorganismus nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 aufweist. 45. Mikroorganismus nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 22 entspricht.
46. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 28 bis 45 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
47. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
48. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
49. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmacht.
50. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
51 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
52. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 51 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 28 bis 45 handelt.
53. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 46 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt. 54. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 45 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
55. Verwendung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der
Ansprüche 1 bis 23 handelt.
56. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 46 bis 53 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
57. Verwendung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 23 handelt.
Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium formicicum zugesetzt wird.
Methanosarcina acetivorans
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen. Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Stämme von Mikroorganismen unter den Begriff „Art Methanosarcina acetivorans" fallen. Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans nur in Spuren von weniger als 10"4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Methanosarcina acetivorans kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit der Mikroorganismenart Methanosarcina acetivorans verbunden sind, sollte diese Art von Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Art Methanosarcina acetivorans in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist.
Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenzmarkierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest 10'2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden
Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden. Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zwischen 10 6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zwischen 10~4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zwischen 1 CT3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C85A. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C85A zugegeben.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Stammes Archaeon Klon 5.5ft C85A verwendet.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanosarcina acetivorans SBG19 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA- Sequenz SEQ ID Nr. 16 umfasst 919 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon 5.5ft C85A identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 24 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanosarcina acetivorans SBG19 von 919 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 926 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 97,39 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,39 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,4 % oder mehr als 97,5 % oder mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,39 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,4 % oder mehr als
97,5 % oder mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen die genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde.
Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von
Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird. 14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des Gärsubstrats erfolgt.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 20^ bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 40 <€ bis 500C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus der Art
Methanosarcina acetivorans kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art
Methanosarcina acetivorans zwischen 108 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zwischen 10"6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. 21 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C85A handelt.
22. Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
23. Verwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C85A handelt.
24. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,39 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist.
25. Mikroorganismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist.
26. Mikroorganismus nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist.
27. Mikroorganismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist.
28. Mikroorganismus nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 aufweist.
29. Mikroorganismus nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 16 entspricht.
30. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
31 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
32. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmacht.
33. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
34. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
35. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
36. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 handelt.
37. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt.
38. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 24 bis 29 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
39. Verwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt. 40. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 37 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
41 . Verwendung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt.
Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina acetivorans zugesetzt wird.
Methanosarcina barkeri
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Stämme von Mikroorganismen unter den Begriff „Art Methanosarcina barkeri' fallen. Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri nur in Spuren von weniger als 10'4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Methanosarcina barkeri kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit der Mikroorganismenart Methanosarcina barkeri verbunden sind, sollte diese Art von Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Art Methanosarcina barkeri in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist.
Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenzmarkierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest
10'2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zwischen 108 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden
Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden.
Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C140A. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft Cl 4OA zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C17A. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C17A zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon clone 5.5ft C38A. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C38A zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon ATB-KM1219. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon ATB-KMI 219 zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon ATB-KM1253. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon ATB-KM '1253 zugegeben. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon MH1492 3E. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon MH1492 3E zugegeben.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des
Stammes Stammes Archaeon Klon 5.5ft C140A verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes
Archaeon Klon 5.5ft C17A verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C38A verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon ATB-KM1219 verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon ATB-KM1253 verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes
Archaeon Klon MH1492 3E verwendet.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG 16 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 13 umfasst 933 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon 5.5ft C140A identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 37 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanosarcina barkeri SBG16 von 933 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 946 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 96,03 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,03 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 96,1 % oder mehr als 96,2 % oder mehr als 96,3 % oder mehr als 96,4 % oder mehr als 96,5 % oder mehr als 96,6 % oder mehr als 96,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,5 % oder mehr als
98,0 % oder mehr als 98,5 % oder mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der
Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist und besonders bevorzugt enthält die
Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der
Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der
Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26 Positionen oder an 27 Positionen oder an 28 Positionen oder an 29 Positionen oder an 30 Positionen oder an 31 Positionen oder an 32 Positionen oder an 33 Positionen oder an 34 Positionen oder an 35 Positionen oder an 36 Positionen oder an 37 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,03 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 96,1 % oder mehr als 96,2 % oder mehr als 96,3 % oder mehr als 96,4 % oder mehr als 96,5 % oder mehr als 96,6 % oder mehr als 96,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,0 % oder mehr als 97,5 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SßG77wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 14 umfasst 1 128 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon 5.5ft C17A identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 9 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanosarcina barkeri SBG 17 von 1 128 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1 127 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 99,20 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,20 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,25 % oder mehr als 99,30 % oder mehr als 99,35 % oder mehr als 99,40 % oder mehr als 99,45 % oder mehr als 99,50 % oder mehr als 99,55 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,60 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,70 % oder mehr als 99,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert. Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,20 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,25 % oder mehr als 99,30 % oder mehr als 99,35 % oder mehr als 99,40 % oder mehr als 99,45 % oder mehr als 99,50 % oder mehr als 99,55 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr.
14 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,60 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,70 % oder mehr als 99,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG18 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 15 umfasst 1 123 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon 5.5ft C38A identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 32 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanosarcina barkeri SBG18 von 1 123 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1 122 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 97,15 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,15 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,2 % oder mehr als 97,3 % oder mehr als 97,4 % oder mehr als 97,5 % oder mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % oder mehr als 98,5 % oder mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26 Positionen oder an 27 Positionen oder an 28 Positionen oder an 29 Positionen oder an 30 Positionen oder an 31 Positionen oder an 32 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,15 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,2 % oder mehr als 97,3 % oder mehr als 97,4 % oder mehr als 97,5 % oder mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 98,0 % oder mehr als 98,5 % oder mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 definiert wurde zur fermentativen
Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines
Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG33 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 30 umfasst 801 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten krchaeon Klon ATB-KM1219 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 2 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanosarcina barkeri SBG33 von 801 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 801 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 99,75 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,75 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die
Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,85 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,95 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 an einer Position oder an zwei Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,75 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,80 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,85 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von
Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem
Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz
SEQ ID Nr. 30 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen
Sequenzbereich, der mehr als 99,95 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG20 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 17 umfasst 801 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon ATB-KM1253 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 4 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanosarcina barkeri SBG20 von 801 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 803 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 99,50 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,50 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,55 % oder mehr als 99,60 % oder mehr als 99,65 % oder mehr als 99,70 % oder mehr als 99,75 % oder mehr als 99,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,85 Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,95 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,50 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,55 % oder mehr als 99,60 % oder mehr als 99,65 % oder mehr als 99,70 % oder mehr als 99,75 % oder mehr als 99,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist.
Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,85 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,95 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die ebenfalls aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG24 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 21 umfasst 1 129 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon MH1492 3E identifiziert. Ein
Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 21 Austausche von Nukleotiden oder
Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanosarcina barkeri SBG24 von 1 129 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1 129
Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von
98,14 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,14 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,2 % oder mehr als
98,3 % oder mehr als 98,4 % oder mehr als 98,5 % oder mehr als 98,6 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,7 % Sequenzidentität mit der
Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine
Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,14 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist, wobei der
Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 98,2 % oder mehr als 98,3 % oder mehr als 98,4 % oder mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,6 % oder mehr als 98,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 entspricht. Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine
Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ
ID Nr. 21 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der
Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im
Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen alle oben genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde. Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus der Art
Methanosarcina barkeri zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. 9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird.
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des Gärsubstrats erfolgt.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 2O0C bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 400C bis 5O0C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri in einer Menge zu dem
Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zwischen
10~6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
21 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C140A handelt.
22. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C17A handelt.
23. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C38A handelt.
24. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen
Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon ATB-KM1219 handelt. 25. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon ATB-KM1253 handelt.
26. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon MH1492 3E handelt.
27. Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
28. Verwendung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft Cl 4OA handelt.
29. Verwendung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C17A handelt.
30. Verwendung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C38A handelt.
31 . Verwendung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des
Stammes Archaeon Klon ATB-KM1219 handelt.
32. Verwendung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon ATB-KM1253 handelt.
33. Verwendung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon MH1492_3E handelt. 34. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,03 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist.
35. Mikroorganismus nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist.
36. Mikroorganismus nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist.
37. Mikroorganismus nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist.
38. Mikroorganismus nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 aufweist.
39. Mikroorganismus nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 13 entspricht.
40. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,20 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist.
41 . Mikroorganismus nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,30 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist.
42. Mikroorganismus nach Anspruch 41 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,50 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist. 43. Mikroorganismus nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,70 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist.
44. Mikroorganismus nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 14 aufweist.
45. Mikroorganismus nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr.
14 entspricht.
46. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,15 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist.
47. Mikroorganismus nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist.
48. Mikroorganismus nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist.
49. Mikroorganismus nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist.
50. Mikroorganismus nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 aufweist.
51 . Mikroorganismus nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 15 entspricht. 52. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,75 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist.
53. Mikroorganismus nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist.
54. Mikroorganismus nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,85 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist.
55. Mikroorganismus nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist.
56. Mikroorganismus nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,95 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 aufweist.
57. Mikroorganismus nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 30 entspricht.
58. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,50 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist.
59. Mikroorganismus nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,60 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist.
60. Mikroorganismus nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,70 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist. 61 . Mikroorganismus nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist.
62. Mikroorganismus nach Anspruch 61 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 17 aufweist.
63. Mikroorganismus nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr.
17 entspricht.
64. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,14 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist.
65. Mikroorganismus nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist.
66. Mikroorganismus nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist.
67. Mikroorganismus nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist.
68. Mikroorganismus nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 aufweist.
69. Mikroorganismus nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 21 entspricht. 70. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 34 bis 69 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
71 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
72. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 71 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
73. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
74. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmacht.
75. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
76. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 34 bis 69 handelt.
77. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 70 bis 76, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt.
78. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 34 bis 69 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. 79. Verwendung nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 26 handelt.
80. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 70 bis 77 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
81 . Verwendung nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 26 handelt.
Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina barkeri zugesetzt wird.
Methanosarcina mazei
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Stämme von Mikroorganismen unter den Begriff „Art Methanosarcina mazei' fallen. Insbesondere sind unter der „Art Methanosarcina mazei' auch die Synonyme „Methanococcus frisius" sowie „Methanococcus mazei' und „Methanosarcina frisia" zu verstehen (Bacterial Nomenclature Up-To-Date, Approved List der DSMZ - Deutsche Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Stand März 2010). Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei nur in Spuren von weniger als 10'4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Methanosarcina mazei kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit der Mikroorganismenart Methanosarcina mazei verbunden sind, sollte diese Art von Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Art Methanosarcina mazei in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist.
Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenzmarkierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest
10'2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten
Ausführungsformen machen Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei zumindest
10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zwischen 108 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden.
Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei um einen Mikroorganismus des Stammes Methanosarcina mazei Goe1. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Methanosarcina mazei Goe 1 zugegeben .
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Stammes Methanosarcina mazei Goe1 verwendet.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanosarcina mazei SBG9 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 6 umfasst 1 131 Nukleotide. Als nächster Verwandter wurde Methanosarcina mazei Goe1 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 7 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanosarcina mazei SBG9 von 1 131 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1 130 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 99,38 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,38 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,40 % oder mehr als 99,45 % oder mehr als 99,50 % oder mehr als 99,55 % oder mehr als 99,60 % oder mehr als 99,65 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,70 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,80 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten
Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,38 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,40 % oder mehr als 99,45 % oder mehr als 99,50 % oder mehr als 99,55 % oder mehr als 99,60 % oder mehr als 99,65 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,70 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von
Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem
Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen die genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde.
Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird.
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des
Gärsubstrats erfolgt.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 20^ bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 40 <€ bis 500C durchgeführt wird. 16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zwischen 10"6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zwischen 10~4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zwischen
10"3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
21 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei um einen
Mikroorganismus des Stammes Methanosarcina mazei Goe1 handelt.
22. Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. 23. Verwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei um einen Mikroorganismus des Stammes Methanosarcina mazei Goe1 handelt.
24. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,38 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist.
25. Mikroorganismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,40 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist.
26. Mikroorganismus nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,60 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist.
27. Mikroorganismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist.
28. Mikroorganismus nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 aufweist.
29. Mikroorganismus nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 6 entspricht.
30. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von
Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
31 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. 32. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
33. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
34. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
35. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmacht.
36. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 handelt.
37. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt.
38. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 24 bis 29 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
39. Verwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt.
40. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 37 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
41 . Verwendung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt. Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanosarcina mazei zugesetzt wird.
Methanothermobacter wolfeii
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Stämme von Mikroorganismen unter den Begriff „Art Methanothermobacter wolfeii' fallen. Insbesondere sind unter der „Art
Methanothermobacter wolfeii' auch die Synonyme „Methanothermobacter wolfef sowie
„Methanobacterium wolfei" zu verstehen (Bacterial Nomenclature Up-To-Date, Approved List der DSMZ - Deutsche Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Stand März
2010). Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii nur in Spuren von weniger als 10'4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Methanothermobacter wolfeii kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit der Mikroorganismenart Methanothermobacter wolfeii verbunden sind, sollte diese Art von Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Art Methanothermobacter wolfeii in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist.
Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenz- markierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest 10"2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der
Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten
Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von
Mikroorganismen vorgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden.
Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zwischen 10' 3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanothermobacter wolfeii SBG10 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 7 umfasst 1 130 Nukleotide. Als nächster Verwandter wurde Methanothermobacter wolfeii identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt fünf Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanothermobacter wolfeii SBG10 von 1 130 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1 129 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 99,56 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,56 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,58 % oder mehr als 99,60 % oder mehr als 99,62 % oder mehr als 99,64 % oder mehr als 99,66 % oder mehr als 99,68 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,70 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert. Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,56 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,58 % oder mehr als 99,60 % oder mehr als 99,62 % oder mehr als 99,64 % oder mehr als 99,66 % oder mehr als 99,68 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,70 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen die genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde.
Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zugesetzt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden. 1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird.
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des Gärsubstrats erfolgt.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 20 <€ bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 40^ bis 500C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem
Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zwischen 10"4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden
Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
21 . Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
22. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,56 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist.
23. Mikroorganismus nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,60 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist.
24. Mikroorganismus nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,70 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist.
25. Mikroorganismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist.
26. Mikroorganismus nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 aufweist. 27. Mikroorganismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 7 entspricht.
28. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 22 bis 27 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
29. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
30. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
31 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmacht.
32. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
33. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
34. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 22 bis 27 handelt.
35. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt. 36. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 22 bis 27 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
37. Verwendung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der
Ansprüche 1 bis 20 handelt.
38. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 35 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
39. Verwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20 handelt.
Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanothermobacter wolfeii zugesetzt wird.
Methanobacterium oryzae
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen. Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Stämme von Mikroorganismen unter den Begriff „Art Methanobacterium oryzae" fallen. Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae nur in Spuren von weniger als 10'4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Methanobacterium oryzae kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit der Mikroorganismenart Methanobacterium oryzae verbunden sind, sollte diese Art von Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Art Methanobacterium oryzae in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist.
Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenzmarkierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest 10'2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden.
Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zwischen 10"4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae um einen Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl zugegeben.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl verwendet.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Bacterium Methanobacterium oryzae SBG26 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 23 umfasst 1 146 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde der nicht kultivierte Bacterium Klon HsA55fl identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 36 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanobacterium oryzae SBG26 von 1 146 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1 125 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 96,80 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 96,9 % oder mehr als 97,0 % oder mehr als 97,1 % oder mehr als 97,2 % oder mehr als 97,3 % oder mehr als 97,4 % oder mehr als 97,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % oder mehr als
99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26 Positionen oder an 27 Positionen oder an 28 Positionen oder an 29 Positionen oder an 30 Positionen oder an 31 Positionen oder an 32 Positionen oder an 33 Positionen oder an 34 Positionen oder an 35 Positionen oder an 36 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 96,9 % oder mehr als
97,0 % oder mehr als 97,1 % oder mehr als 97,2 % oder mehr als 97,3 % oder mehr als 97,4 % oder mehr als 97,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,6 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 98,0 % oder mehr 98,5 % oder mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen die genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde.
Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von
Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird. 14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des Gärsubstrats erfolgt.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 20^ bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 40 <€ bis 500C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus der Art
Methanobacterium oryzae kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art
Methanobacterium oryzae zwischen 10"8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zwischen 10"6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. 21 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae um einen Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl handelt.
22. Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
23. Verwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae um einen Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl handelt.
24. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,80 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist.
25. Mikroorganismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist.
26. Mikroorganismus nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist.
27. Mikroorganismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist.
28. Mikroorganismus nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 aufweist.
29. Mikroorganismus nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 23 entspricht.
30. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
31 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
32. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmacht.
33. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
34. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
35. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
36. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 handelt.
37. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt.
38. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 24 bis 29 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
39. Verwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt. 40. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 37 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
41 . Verwendung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt.
Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium oryzae zugesetzt wird.
Archaeon Klon C26A
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Archaeon Klon C26A verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Mikroorganismen unter den Begriff „Stamm Archaeon Klon C26A" fallen. Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A nur in Spuren von weniger als 10'4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Archaeon Klon C26A kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit dem Mikroorganismenstamm Archaeon Klon C26A verbunden sind, sollte dieser Stamm von
Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Stamm Archaeon Klon C26A in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist.
Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenzmarkierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest 10~2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der
Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten
Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von
Mikroorganismen vorgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden.
Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zwischen 10"4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen methanogenen Mikroorganismen des Stammes Archaeon sp. SBG21 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 18 umfasst 1 123 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon C26A identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 57 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Archaeon sp. SBG21 von 1 123 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1 145 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 94,92 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 94,92 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 95,0 % oder mehr als
95,1 % oder mehr als 95,2 % oder mehr als 95,3 % oder mehr als 95,4 % oder mehr als
95,5 % oder mehr als 95,6 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 96,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,0 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26 Positionen oder an 27 Positionen oder an 28 Positionen oder an 29 Positionen oder an 30 Positionen oder an 31 Positionen oder an 32 Positionen oder an 33 Positionen oder an 34 Positionen oder an 35 Positionen oder an 36 Positionen oder an 37 Positionen oder an 38 Positionen oder an 39 Positionen oder an 40 Positionen oder an 41 Positionen oder an 42 Positionen oder an 43 Positionen oder an 44 Positionen oder an 45 Positionen oder an 46 Positionen oder an 47 Positionen oder an 48 Positionen oder an 49 Positionen oder an 50 Positionen oder an 51 Positionen oder an 52 Positionen oder an 53 Positionen oder an 54 Positionen oder an 55 Positionen oder an 56 Positionen oder an 57 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 94,92 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 95,0 % oder mehr als 95,1 % oder mehr als 95,2 % oder mehr als 95,3 % oder mehr als 95,4 % oder mehr als 95,5 % oder mehr als 95,6 % oder mehr als 95,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 96,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,0 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine
Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ
ID Nr. 18 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der
Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im
Zusammenhang mit Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen die genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde.
Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes
Archaeon Klon C26A zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon C26A der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von
Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird.
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des Gärsubstrats erfolgt. 15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 20^ bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 40^ bis 500C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A in einer Menge zu dem
Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des
Stammes Archaeon Klon C26A zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem
Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zwischen 10"6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zwischen 10"4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden
Mikroorganismen ausmacht.
21 . Verwendung eines Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. 22. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 94,92 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist.
23. Mikroorganismus nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist.
24. Mikroorganismus nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist.
25. Mikroorganismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist.
26. Mikroorganismus nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 aufweist.
27. Mikroorganismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 18 entspricht.
28. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 22 bis 27 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
29. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
30. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. 31 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
32. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
33. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
34. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 22 bis 27 handelt.
35. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt.
36. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 22 bis 27 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
37. Verwendung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der
Ansprüche 1 bis 20 handelt.
38. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 35 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
39. Verwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20 handelt.
Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon C26A zugesetzt wird. Archaeon Klon DF86
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Archaeon Klon DF86 verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Mikroorganismen unter den Begriff „Stamm Archaeon Klon DF8&' fallen. Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 nur in Spuren von weniger als 10'4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird. Die Zugabe der Kultur von Archaeon Klon DF86 kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit dem Mikroorganismenstamm Archaeon Klon DF86 verbunden sind, sollte diese Stamm von
Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Stamm Archaeon Klon DF86 in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist.
Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenzmarkierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest 10"2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der
Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten
Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von
Mikroorganismen vorgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden.
Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen methanogenen Mikroorganismen Archaeon sp. SBG22 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA- Sequenz SEQ ID Nr. 19 umfasst 1 134 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Archaeon Klon DF86 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 56 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Archaeon sp. SBG22 von 1 134 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 1 106 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 95,06 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 95,06 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 95,1 % oder mehr als 95,2 % oder mehr als 95,3 % oder mehr als 95,4 % oder mehr als 95,5 % oder mehr als 95,6 % oder mehr als 95,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 96,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,0 % oder mehr als
98,0 % oder mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen oder an 24 Positionen oder an 25 Positionen oder an 26 Positionen oder an 27 Positionen oder an 28 Positionen oder an 29 Positionen oder an 30 Positionen oder an 31 Positionen oder an 32 Positionen oder an 33 Positionen oder an 34 Positionen oder an 35 Positionen oder an 36 Positionen oder an 37 Positionen oder an 38 Positionen oder an 39 Positionen oder an 40 Positionen oder an 41 Positionen oder an 42 Positionen oder an 43 Positionen oder an 44 Positionen oder an 45 Positionen oder an 46 Positionen oder an 47 Positionen oder an 48 Positionen oder an 49 Positionen oder an 50 Positionen oder an 51 Positionen oder an 52 Positionen oder an 53 Positionen oder an 54 Positionen oder an 55 Positionen oder an 56 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine
Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 95,06 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist, wobei der
Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 95,1 % oder mehr als 95,2 % oder mehr als 95,3 % oder mehr als 95,4 % oder mehr als 95,5 % oder mehr als 95,6 % oder mehr als 95,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 96,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,0 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 entspricht. Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen Stammes Archaeon Klon DF86 näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine
Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ
ID Nr. 19 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der
Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im
Zusammenhang mit Mikroorganismen Stammes Archaeon Klon DF86 näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen die genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde. Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes
Archaeon Klon DF86 zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. 9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen des Stammes Archaeon Klon DF86 der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden.
11. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zusätzliche
Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird.
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des Gärsubstrats erfolgt.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 20 <€ bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 40^ bis 500C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 in einer Menge zu dem
Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zwischen 10"6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden
Mikroorganismen ausmacht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
21 . Verwendung eines Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
22. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 95,06 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist.
23. Mikroorganismus nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist.
24. Mikroorganismus nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist. 25. Mikroorganismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist.
26. Mikroorganismus nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 19 aufweist.
27. Mikroorganismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr.
19 entspricht.
28. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 22 bis 27 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10"4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
29. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10"2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmacht.
30. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
31 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
32. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
33. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. 34. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 22 bis 27 handelt.
35. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt.
36. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 22 bis 27 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
37. Verwendung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20 handelt.
38. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 35 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
39. Verwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20 handelt.
Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon DF86 zugesetzt wird.
Methanobacterium subterraneum
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von
Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Stämme von Mikroorganismen unter den Begriff „Art Methanobacterium subterraneum" fallen. Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum nur in Spuren von weniger als 10" 4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Methanobacterium subterraneum kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit der Mikroorganismenart Methanobacterium subterraneum verbunden sind, sollte diese Art von
Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Art Methanobacterium subterraneum in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist. Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenzmarkierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest 10"2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der
Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten
Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von
Mikroorganismen vorgenommen wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden.
Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum um einen Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp., Klon SMS-sludge-11. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp. Klon SMS-sludge-11 zugegeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum um einen Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl zugegeben. Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp. Klon SMS-sludge-11 verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl verwendet.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanobacterium subterraneum SBG35 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 32 umfasst 801 Nukleotide. Als nächste verwandte 16S rRNA-Sequenz wurde die Sequenz des nicht kultivierten Methanobacterium sp. Klon SMS-sludge-11 identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 23 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanobacterium subterraneum SBG35 von 801 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 804 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA- Algorithmus eine Übereinstimmung von 97,13 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,13 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,2 % oder mehr als 97,3 % oder mehr als 97,4 % oder mehr als 97,5 % oder mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14 Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22 Positionen oder an 23 Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine
Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,13 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist, wobei der
Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,2 % oder mehr als 97,3 % oder mehr als 97,4 % oder mehr als 97,5 % oder mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 entspricht. Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanobacterium subterraneum SBG34 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 31 umfasst 825 Nukleotide. Als nächster Verwandter wurde Bacterium Klon HsA55fl identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 3 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanobacterium subterraneum SBG34 von 825 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 825 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 99,64 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,64 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,66 % oder mehr als 99,68 % oder mehr als 99,70 % oder mehr als 99,72 % oder mehr als 99,74 % oder mehr als 99,76 % oder mehr als 99,78 % oder mehr als 99,80 % oder mehr als 99,82 % oder mehr als 99,84 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,86 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,95 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,64 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,66 % oder mehr als 99,68 % oder mehr als 99,70 % oder mehr als 99,72 % oder mehr als 99,740 % oder mehr als 99,76 % oder mehr als 99,78 % oder mehr als 99,80 % oder mehr als 99,82 % oder mehr als 99,84 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,86 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 99,90 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,95 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine
Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ
ID Nr. 31 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der
Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im
Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen die genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde.
Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum zumindest 1 % der
Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum zumindest 90 % der
Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird.
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des
Gärsubstrats erfolgt. 15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 20^ bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 40^ bis 500C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum in einer Menge zu dem
Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art
Methanobacterium subterraneum zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem
Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zwischen 10"6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zwischen 10"4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
21 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum um einen Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp. Klon SMS-sludge-11 handelt. 22. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum um einen Mikroorganismus des Stammes Bacteήum Klon HsA55fl handelt.
23. Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
24. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum um einen Mikroorganismus des Stammes Methanobacterium sp. Klon SMS-sludge-11 handelt.
25. Verwendung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum um einen Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl handelt.
26. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,13 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist.
27. Mikroorganismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist.
28. Mikroorganismus nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist.
29. Mikroorganismus nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist.
30. Mikroorganismus nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 aufweist. 31 . Mikroorganismus nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 32 entspricht.
32. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,64 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist.
33. Mikroorganismus nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist.
34. Mikroorganismus nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist.
35. Mikroorganismus nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist.
36. Mikroorganismus nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,95 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 aufweist.
37. Mikroorganismus nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 31 entspricht.
38. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von
Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 26 bis 37 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
39. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. 40. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
41 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
42. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 41 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
43. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmacht.
44. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 26 bis 37 handelt.
45. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 38 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt.
46. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 26 bis 37 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
47. Verwendung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 22 handelt.
48. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 38 bis 45 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
49. Verwendung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 22 handelt. Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium subterraneum zugesetzt wird.
Methanobacterium aarhusense
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor zur Verfügung. Der Biomasse wird erfindungsgemäß ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zugesetzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense zum Gärsubstrat die Menge an gebildetem Biogas deutlich erhöht werden kann. Bei konstanter Raumbelastung bewirkt die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense eine deutliche Erhöhung der Menge an gebildetem Biogas. Alternativ dazu kann die Menge an gebildetem Methan auch über eine Erhöhung der Raumbelastung gesteigert werden, wobei die Zugabe von Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense verhindert, dass der Fermentationsprozess unter den veränderten Bedingungen instabil wird. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense führt daher zu einer Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Dem einschlägigen Fachmann ist bekannt, welche Stämme von Mikroorganismen unter den Begriff „Art Methanobacterium aarhusense" fallen. Im Zusammenhang mit der Herstellung von Biogas durch Fermentation organischer Substrate sind Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense bisher nicht bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense in Form einer Kultur von
Mikroorganismen zugesetzt, die überwiegend aus Mikroorganismen der Art
Methanobacterium aarhusense besteht. In Gärsubstraten von Biogasanlagen konnten
Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense nur in Spuren von weniger als 10"
4 % Anteil an der gesamten Anzahl von anwesenden Mikroorgansimen nachgewiesen werden. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen
Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten direkt in Form einer Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Die Zugabe der Kultur von Methanobacterium aarhusense kann in Form einer Kultursuspension oder in Form trockener, gefriergetrockneter oder feuchter Zellpellets vorgenommen werden.
Da die bereits angesprochenen verschiedenen positiven Effekte auf den Gärprozess mit der Mikroorganismenart Methanobacterium aarhusense verbunden sind, sollte diese Art von Mikroorganismen in der zugegebenen Kultur in einer das natürliche Vorkommen übersteigenden Konzentration anwesend sein. Selbstverständlich können Mischkulturen in beliebiger Zusammensetzung für die Zugabe verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Art Methanobacterium aarhusense in einer gegenüber dem natürlichen Vorkommen angereicherten Konzentration anwesend ist.
Die Bestimmung der Anteile verschiedener Arten von Mikroorganismen in Mischkulturen stellt für den Fachmann kein Problem dar. So kann beispielsweise mit Hilfe von Fluoreszenzmarkierten Oligosonden spezifisch der Anteil von Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense in einer Mischung identifiziert werden. Wie bereits erwähnt, werden Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense bevorzugt in Form von Kulturen von Mikroorganismen dem Gärsubstrat zugesetzt, wobei die Kulturen von Mikroorganismen überwiegend aus Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense bestehen. Wird neben der Bestimmung der Anzahl an Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense auch die Gesamtzahl an Mikroorganismen bestimmt, so kann der Anteil an Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense in der Kultur in Prozent angegeben werden. Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense sind in einer Mischkultur dann die überwiegend anwesende Art von Mikroorganismen, wenn sie den höchsten prozentualen Anteil der verschiedenen in der Mischkultur anwesenden Arten von Mikroorganismen aufweisen.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense zumindest 10'4 %, insbesondere zumindest 10"2 %, besonders bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der zu dem Gärsubstrat zugegebenen Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense zumindest 10 %, insbesondere zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform wird eine Reinkultur eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zugesetzt. Aufgrund der spezifischen Stoffwechselprozesse und -aktivitäten kann die Zugabe einer Reinkultur in besonderem Maße zu einer verbesserten Methan-Produktion beitragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt. Da für die Zugabe der Mikroorganismen die Menge an aus ihrem natürlichen Vorkommen isolierten Mikroorganismen nicht ausreicht, wird üblicherweise eine Vermehrung in Form einer Kultur vorgenommen. In der Praxis zeigt sich, dass die Zugabe der Mikroorganismen zu dem Gärsubstrat eines Fermenters am einfachsten in Form einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen vorgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, so dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere in Abhängigkeit von der Fermentergröße und damit in Abhängigkeit von der Menge an Gärsubstrat kann zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine Zugabe von sehr stark unterschiedlichen Mengen an Mikroorganismen notwendig werden.
Besonders bevorzugt wird ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Insbesondere bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Ganz besonders bevorzugt wird der Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zwischen 10"3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense um einen Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl. In sämtlichen oben näher erläuterten Ausführungsformen, die sich mit der Zugabe eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense beschäftigen, wird also bevorzugt ein Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl zugegeben.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt wird zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse ein Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl verwendet.
Die aus dem Gärsubstrat eines Nachgärers gewonnenen Mikroorganismen Methanobacterium aarhusense SBG36 wurden einer Sequenzanalyse unterzogen. Die ermittelte 16S rRNA-Sequenz SEQ ID Nr. 33 umfasst 910 Nukleotide. Als nächste verwandte Sequenz wurde der nicht kultivierte Bacterium Klon HsA55fl identifiziert. Ein Vergleich der Sequenzen ergab, dass insgesamt 22 Austausche von Nukleotiden oder Deletionen vorliegen. Bei einer Länge der bestimmten Nukleotidsequenz von Methanobacterium aarhusense SBG36 von 910 Nukleotiden und einer Länge der Referenzsequenz von 916 Nukleotiden errechnet sich mit Hilfe des FASTA-Algorithmus eine Übereinstimmung von 97,58 %.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Mikroorganismen mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,58 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist. Besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 98,1 % oder mehr als 98,2 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist und insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,3 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikroorganismus eine Nukleotidsequenz auf, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % oder mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist und besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gegenüber der Ausgangsnukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 an einer Position oder an zwei Positionen oder an drei Positionen oder an vier Positionen oder an fünf Positionen oder an sechs Positionen oder an sieben Positionen oder an acht Positionen oder an neun Positionen oder an zehn
Positionen oder an elf Positionen oder an zwölf Positionen oder an 13 Positionen oder an 14
Positionen oder an 15 Positionen oder an 16 Positionen oder an 17 Positionen oder an 18 Positionen oder an 19 Positionen oder an 20 Positionen oder an 21 Positionen oder an 22
Positionen Nukleotidmutationen vorliegen. Die Bedeutung des Begriffs „Nukleotidmutation" ist im Abschnitt „Definitionen" des vorliegenden Textes erläutert.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend ist, der eine
Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,58 %
Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist, wobei der
Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 97,6 % oder mehr als 97,7 % oder mehr als 97,8 % oder mehr als 97,9 % oder mehr als 98,0 % oder mehr als 98,1 % oder mehr als 98,2 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist. Insbesondere bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 98,3 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz mit einem Sequenzbereich besitzt, der mehr als 98,4 % oder mehr 98,5 % oder mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist. Ganz besonders bevorzugt enthält die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse geeigneten Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus anwesend, der eine Nukleotidsequenz aufweist, die einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 entspricht.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 definiert wurde zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung eines Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 definiert wurde in einem oben im Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine
Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei die Kultur von Mikroorganismen zumindest einen Mikroorganismus wie er oben im Hinblick auf seine Nukleotidsequenz SEQ
ID Nr. 33 definiert wurde umfasst und wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der
Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht, in einem oben im
Zusammenhang mit Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense näher beschriebenen Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen machen die genannten, in Bezug auf ihre Nukleotidsequenz charakterisierten Mikroorganismen zumindest 10'2 %, bevorzugt zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Besonders bevorzugt machen die Mikroorganismen zumindest 10 %, insbesondere bevorzugt zumindest 25 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus. Ganz besonders bevorzugt machen die beschriebenen Mikroorganismen zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen aus.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen die oben genannten Mikroorganismen zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Reinkultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, wobei es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus handelt, wie er oben in Bezug auf seine Nukleotidsequenz charakterisiert wurde.
Besonders bevorzugt handelt es sich in den oben beschriebenen Fällen um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte:
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense zumindest 10'2 % der
Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird.
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des Gärsubstrats erfolgt.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 20^ bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 40 <€ bis 500C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense kontinuierlich erfolgen. 17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zwischen 10"8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem
Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zwischen 10'6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
21 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense um einen Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl handelt.
22. Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
23. Verwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense um einen Mikroorganismus des Stammes Bacterium Klon HsA55fl handelt. 24. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,58 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist.
25. Mikroorganismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist.
26. Mikroorganismus nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist.
27. Mikroorganismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist.
28. Mikroorganismus nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 aufweist.
29. Mikroorganismus nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 33 entspricht.
30. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
31 . Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10'2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
32. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht. 33. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
34. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
35. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
36. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 24 bis 29 handelt.
37. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt.
38. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 24 bis 29 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
39. Verwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der
Ansprüche 1 bis 21 handelt.
40. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 37 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
41 . Verwendung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21 handelt.
Zusammengefasst wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor beschrieben, wobei der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanobacterium aarhusense zugesetzt wird. Kurze Beschreibung der Figuren
Zur Illustration der Erfindung und zur Verdeutlichung ihrer Vorzüge werden nachfolgend Ausführungsbeispiele angegeben. Die Ausführungsbeispiele sollen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 näher erläutert werden. Es versteht sich von selbst, dass die im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen gemachten Angaben die Erfindung nicht beschränken sollen. Es zeigen:
Fig. 1 Messergebnisse einer Fermentierung unter Zusatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum: Aufgetragen ist der Gasertrag, angegeben in Normliter pro Tag (Nl/d) und die Raumbelastung, angegeben in kg oTS/m3d des Fermenters gegen die Zeit, angegeben in Betriebstagen;
Fig. 2A, Messergebnisse einer weiteren Fermentierung unter Zusatz von Mikroorganismen Fig. 2 B der Art Methanobacterium formicicum: Fig. 2A. Aufgetragen ist der Gasertrag, angegeben in Normliter pro Tag (Nl/d) und die Raumbelastung, angegeben in kg oTS/m3d des Fermenters gegen die Zeit, angegeben in Betriebstagen. Fig. 2B. Aufgetragen ist der pH-Wert sowie die gemessenen Säuekonzentrationen von Essigsäure, Propionsäure und Essigsäureäquivalent, angegeben in mg/l Fermenterinhalt gegen die Zeit, angegeben in Betriebstagen;
Fig. 3A, Messergebnisse einer Kontrollfermentierung ohne Zusatz von Mikroorganismen: Fig. 3B Fig. 3A. Aufgetragen ist der Gasertrag, angegeben in Normliter pro Tag (Nl/d) und die Raumbelastung, angegeben in kg oTS/m3d des Fermenters gegen die Zeit, angegeben in Betriebstagen. Fig. 3B. Aufgetragen ist der pH-Wert sowie die gemessenen Säuekonzentrationen von Essigsäure, Propionsäure und Essigsäureäquivalent, angegeben in mg/l Fermenterinhalt gegen die Zeit, angegeben in Betriebstagen. Wege zur Ausführung der Erfindung
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung und sind nicht als einschränkend aufzufassen. Sofern nicht anders angegeben, wurden molekularbiologische Standardmethoden verwendet, wie z.B. von Sambrook et al., 1989, Molecular cloning: A Laboratory Manual 2. Auflage, CoId Spring Harbor Laboratory Press, CoId Spring Harbor, New York, beschrieben.
Methanoculleus bourgensis SBG7
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein
Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5^→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Methanoculleus sp. Dm2 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG7 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 287 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 287 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus bourgensis SßG7vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus bourgensis
SBG7
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus bourgensis SBG7, die 5 Tage bei einer Temperatur von 40^ in Medium 287 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG7 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus bourgensis SBG7 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus bourgensis SBG7 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanoculleus bourgensis SBG12
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein
Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon GZK7 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG12 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 287 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 287 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus bourgensis SBG12 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus bourgensis
SBG 12
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus bourgensis SBG12, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 287 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG12 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus bourgensis SBG 12 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus bourgensis SBG 12 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanoculleus bourgensis SBG13
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein
Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon 5.5ft C121A als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG13 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 287 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 287 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus bourgensis SBG13 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus bourgensis SBG13 Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus bourgensis SBG 13, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 287 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG13 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus bourgensis SBG 13 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus bourgensis SBG 13 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanoculleus bourgensis SBG14
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein
Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5^→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon 5.5ft C121A als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG14 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 287 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 287 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus bourgensis SBG14 vermehrt werden. Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus bourgensis SBG14
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus bourgensis SBG 14, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 287 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG14 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus bourgensis SBG14 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus bourgensis SBG14 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanoculleus bourgensis SBG15
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon 5.5ft C124A als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG15 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 287 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 287 (DSMZ)) konnten die Bakterien Archaeon Klon 5.5ft C124A vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus bourgensis SBG15
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus bourgensis SBG 15, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 287 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SSG75 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus bourgensis SBG 15 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus bourgensis SBG 15 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanoculleus bourgensis SBG31
DNA-Isolierung Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5^→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon 5.5ft C141A als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG31 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 287 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 287 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus bourgensis SBG31 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus bourgensis SBG 15
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus bourgensis SBG31, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 287 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG31 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus bourgensis SBG31 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus bourgensis SBG31 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen. Methanoculleus bourgensis SBG30
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon A52 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG30 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 287 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 287 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus bourgensis SBG30 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus bourgensis
SBG30
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von
150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus bourgensis SBG30, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 287 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG30 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus bourgensis SBG30 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an
Methanoculleus bourgensis SBG30 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanoculleus bourgensis SBG23
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon MCSArc_B6 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG23 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 287 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 287 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus bourgensis SBG23 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus bourgensis SBG23
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus bourgensis SBG23, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 287 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG23 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus bourgensis SBG23 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus bourgensis SBG23 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanoculleus bourgensis SBG28
DNA-Isolierung Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Euryarchaeote Klon BSA 1A-03 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG28 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 287 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 287 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus bourgensis SBG28 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus bourgensis SBG28
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus bourgensis SBG28, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 287 (DSMZ) inkubiert worden war. Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG28 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus bourgensis SBG28 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus bourgensis SBG28 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanoculleus bourgensis SBG29
DNA-Isolierung Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Euryarchaeote Klon BSA2A-02 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG29 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 287 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 287 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus bourgensis SBG29 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus bourgensis SBG29
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus bourgensis SBG29, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 287 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG29 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus bourgensis SBG29 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus bourgensis SBG29 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanoculleus bourgensis SBG32
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Euryarchaeote Klon MAA-04 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG32 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 287 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 287 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus bourgensis SBG32 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus bourgensis SBG32 Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus bourgensis SBG32, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 287 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus bourgensis SBG32 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus bourgensis SBG32 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus bourgensis SBG32 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanoculleus chikugoensis SBG5
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein
Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5^→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Methanoculleus chikugoensis MG62 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanoculleus chikugoensis SBG5 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 141 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 141 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus chikugoensis SBG5 vermehrt werden. Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus chikugoensis SBG5
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus chikugoensis SBG5, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 141 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus chikugoensis SBG5 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus chikugoensis SBG5 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus chikugoensis SBG5 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus chikugoensis führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanoculleus marisnigri SBG6
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I "1 EDTA, 0,15 mol I "1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Methanoculleus marisnigri JR1 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanoculleus marisnigri SBG6 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 532 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 532 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus marisnigή SBG6 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus marisnigή SBG6
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus marisnigri SBG6, die 5 Tage bei einer Temperatur von 40^ in Medium 532 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus marisnigri SBG6 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus marisnigri SBG6 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus marisnigri SBG6 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus marisnigri führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanoculleus thermophilus SBG27
DNA-Isolierung Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5^→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon HDBW-WA02 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen Mikroorganismen Methanoculleus thermophilus SBG27 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 279 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 279 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanoculleus thermophilus SBG27 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanoculleus thermophilus
SBG27
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanoculleus thermophilus SBG27, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 279 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanoculleus thermophilus SBG27 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanoculleus thermophilus SBG27 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanoculleus thermophilus SBG27 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden. Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanoculleus thermophilus führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanosarcina acetivorans SBG 19
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein
Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5^→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert. Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon 5.5ft C85A als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanosarcina acetivorans SBG19 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 304 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 304 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanosarcina acetivorans SBG19 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanosarcina acetivorans
SBG 19
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanosarcina acetivorans SBG19, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 304 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanosarcina acetivorans SBG19 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanosarcina acetivorans SBG19 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanosarcina acetivorans SBG 19 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanosarcina acetivorans führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanobacterium formicicum
Lanqzeit-Fermentationen zur Bioqasproduktion im Technikumsmaßstab mit oder ohne Zusatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum
Die Fermentationen zur Biogasproduktion unter Zusatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum wurden in Technikumsfermentern mit je 5I Inhalt durchgeführt.
Die Bakterienzellzahlen wurden durch Auszählen von Bakterienkulturen bzw. entsprechenden Verdünnungen davon in einer Thoma-Zählkammer ermittelt. Mit Hilfe einer Lebend-Tot- Färbung (Baclight Bacterial Viability Kit; Molecular Probes /Niederlande) wurde die Gesamtlebendbakterienkonzentration im Fermenter bestimmt.
Die Technikumsfermenter wurden bei 40 0C betrieben, enthielten ein vertikales Rührwerk und einen Gaszähler der Firma Ritter. Die Fermenter wurden einmal täglich mit Maissilage beschickt. Der maximale Füllstand von 5I wurde durch einen Überlauf geregelt. Nach mehreren Wochen Anlaufzeit ließ sich bei diesem Fermentertyp bei einer Raumbelastung von ca. 2,5 kg oTS/m3d eine relativ konstante Biogasproduktion auf einem Niveau von etwa 10 Nl/d erreichen. In den Figuren 1 bis 3 ist jeweils der Gasertrag an Biogas angegeben. Der Methangehalt des erzeugten Biogases lag dabei im Mittel bei 50 bis 52 %.
In Figur 1 wurde ausgehend von diesem Zustand bei einer gleichbleibenden Raumbelastung (Bezugszeichen 10) von ca. 2,5 kg oTS/m3d am Betriebstag 44 eine Bakterienkultur von Methanobacterium formicicum mit einer Zellzahl von ca. 1 ,2 x 1011 Zellen zugegeben (Bezugszeichen 50). Es wurde ermittelt, dass die zugegebene Menge an Methanbakterien der Art Methanobacterium formicicum einer sehr geringen Konzentration von 0,03 % der Gesamtbakterienzahl im Fermenter entsprach. Dennoch konnte nach Zugabe von Methanbakterien der Art Methanobacterium formicicum in dieser geringen Menge beobachtet werden, dass der mittlere Gasertrag bis etwa zum Tag 65 bei ca. 10,4 Nl/d lag, während der theoretisch berechnete Gasertrag bei ca. 9,3 Nl/d erwartet wurde, was einer Steigerung des Gasertrages von fast 12 % entsprach. Die unterbrochene Linie mit Bezugszeichen 20 stellt den täglich gemessenen Gasertrag dar, die schwarze Linie mit Bezugzeichen 30 einen jeweils über 6 Tage gemittelten gemessenen Gasertrag, die schwarze Linie mit Bezugszeichen 40 den theoretisch erwarteten Wert für den Gasertrag. Am Betriebstag 66 wurden erneut Methanbakterien der Art Methanobacterium formicicum in einer Konzentration zugegeben, die 0,03 % der Gesamtbakterienzahl im Fermenter entsprachen (Bezugszeichen 60). Daraufhin gab es nochmals einen leichten Anstieg beim Gasertrag auf Werte zwischen 10,5 und 1 1 ,0 Nl/d, die sich jedoch ab etwa Betriebstag 85 wieder bei etwas 10,5 Nl/d einpendelten.
Dieser Versuch zeigte, dass die Zugabe von Bakterien der Art Methanobacterium formicicum bereits in relativ geringen Mengen bei mäßigen Raumbelastungen den Gasertrag über den theoretisch erwarteten Wert hinaus steigern kann.
In einer weiteren Langzeit-Fermentation wurde versucht, die Raumbelastung kontinuierlich zu steigern. Dieser Versuch ist in den Figuren 2A und 2B dargestellt. In Figur 2A zeigt die Kurve mit dem Bezugszeichen 10 die Raumbelastung an, die unterbrochene Linie mit Bezugszeichen 20 den täglich gemessenen Gasertrag, die schwarze Linie mit Bezugzeichen 30 einen jeweils über 6 Tage gemittelten gemessenen Gasertrag, die schwarze Linie mit Bezugszeichen 40 den theoretisch erwarteten Wert für den Gasertrag und die Rautensymbole mit Bezugszeichen 50 geben jeweils eine Zugabe von Bakterien der Art Methanobacterium formicicum an. Dabei wurde ab Betriebstag 151 bis Betriebstag 267 jeweils etwa 2 bis 3 mal wöchentlich die Bakterienmenge aus einer 500 ml Vorkultur zugegeben, die jeweils eine Konzentration im Bereich zwischen 4x108 Zellen/ml bis 8x108 Zellen/ml aufwies. Beginnend bei einer Raumbelastung von 2,5 kg oTS/m3d am Betriebstag 100 wurde die Raumbelastung bis etwa zum Betriebstag 130 auf einen Wert von 5 kg oTS/m3d gesteigert, musste jedoch bis zum Betriebstag 140 wieder auf einen Wert von ca. 3,0 kg oTS/m3d heruntergefahren werden, da der Fermenter instabil wurde. Dies zeigte sich zum einen am sinkenden Gasertrag ab Tag 130, aber insbesondere an der vermehrten Produktion an freien Fettsäuren, die einen Indikator für den Zustand des Fermentationsprozesses darstellen. Versuchsbegleitend wurden gaschromatographisch jeweils die Konzentrationen an den flüchtigen Fettsäuren Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure sowie das Essigsäureäquivalent gemessen. In Figur 2B sind die Messwerte (angegeben in mg freie Fettsäuren pro I Fermenterinhalt) für das Essigsäureäquivalent (Bezugszeichen 20), Essigsäure (Bezugszeichen 30) und Propionsäure (Bezugszeichen 40) dargestellt. Die gemessenen Werte sind jeweils durch offene Kreise markiert, die Linien stellen lediglich eine Interpolation dar. Mit Bezugszeichen 10 sind zusätzlich die gemessenen pH-Werte dargestellt. Als Faustregel gilt, dass die Werte für die freien Fettsäuren bei einem stabilen Fermentationsprozess einen Wert von etwa 1000 mg/l möglichst nicht überschreiten sollen. Da dieser Wert jedoch ab Betriebstag 125 deutlich überschritten wurde, wurde die Raumbelastung daraufhin zurückgefahren. Beginnend bei einer Raumbelastung von 3,5 kg oTS/m3d, wurden ab Betriebstag 151 wiederholt Bakterien der Art Methanobacterium formicicum zugegeben, wobei kontinuierlich die Raumbelastung auf Werte bis zu 7,0 kg oTS/m3d am Betriebstag 250 gesteigert wurde ohne dass die freien Fettsäuren auf kritische Werte deutlich über 1000 mg/l gestiegen wären. Da der erzeugte Biogasertrag bei der sehr hohen Raumbelastung von 7 kg oTS/m3d jedoch unter den theoretisch erwarteten Wert sank, wurde die Raumbelastung etwas gesenkt auf 6 kg oTS/m3d und konnte hier 2 Wochen stabil gehalten werden. Als jedoch ab Betriebstag 268 keine Bakterien mehr zugegeben wurden, konnte die Fermentation nicht auf diesem hohen Niveau der Raumbelastung gehalten werden und stürzte ab Tag 280 ab, was sich im rapiden Abfall der Gasproduktion widerspiegelte.
Zeitgleich mit der in den Figuren 2A und 2B beschriebenen Langzeit-Fermentation wurde in einem baugleichen Fermenter ein Kontrollversuch ohne Zugabe von Bakterien durchgeführt. Dieser ist in den Figuren 3A und 3B dargestellt. Figur 3A beschreibt wiederum die Ergebnisse zur Biogasproduktion. Die Kurve mit dem Bezugszeichen 10 zeigt die Raumbelastung an, die unterbrochene Linie mit Bezugszeichen 20 den täglich gemessenen Gasertrag, die schwarze Linie mit Bezugzeichen 30 einen jeweils über 6 Tage gemittelten gemessenen Gasertrag, die schwarze Linie mit Bezugszeichen 40 den theoretisch erwarteten Wert für den Gasertrag. In Figur 3B sind die Ergebnisse für die Säureproduktion während des Fermentationsprozesses dargestellt. Bezugszeichen 20 markiert das Essigsäureäquivalent, Bezugszeichen 30 die Essigsäure und Bezugszeichen 40 die Propionsäure. Die gemessenen Werte sind jeweils durch die offenen Kreise markiert, die Linien stellen lediglich eine Interpolation dar. Mit Bezugszeichen 10 sind zusätzlich die gemessenen pH-Werte dargestellt. Beginnend mit einer Raumbelastung von 3,0 kg oTS/m3d am Betriebstag 80 wurde die Raumbelastung bis zum Tag 100 bis auf einen Wert von 5,5 kg oTS/m3d gesteigert, was jedoch mit einem Anstieg der Säureproduktion und einem Absinken des Gasertrages deutlich unter den theoretisch erwarteten Wert einherging, so dass die Raumbelastung etwas zurückgenommen wurde und bis zum Betriebstag 220 auf Werte zwischen 4,5 kg oTS/m3d und 5,0 kg oTS/m3d gehalten werden konnte. Ab Betriebstag 220 wurde erneut versucht, die Raumbelastung ohne Zusatz von Bakterien bis auf 7 kg oTS/m3d zu steigern, was nicht gelang und in einem Fermenterabsturz mit extremem Anstieg der freien Fettsäuren und einem Sinken des pH- Wertes auf Werte bis zu 5,5 einherging. Die in den Figuren 2A, 2B, 3A und 3B dargestellten Versuche zeigten, dass bei Zugabe von Bakterien der Art Methanobacterium formicicum erhebliche Steigerungen der Raumbelastung möglich sind ohne dass es zu einer Übersäuerung des Fermenterinhalts oder zu einem Einbruch der Biogasproduktion kommt. Ein Zusatz von Bakterien der Art Methanobacterium formicicum bewirkte also eine erhebliche Stabilisierung des Fermentationsprozesses, so dass die Biogasproduktion z.B. über einen Erhöhung der Raumbelastung effizienter gestaltet werden kann.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanobacterium formicicum SBG4
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt) und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Methanobacterium sp. Klon SMS-sludge-11 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen Mikroorganismen Methanobacterium formicicum SBG4 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 1 19 (DSMZ) geeignet für Methanobacterium formicium (DSMZ-Stamm: 1535)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 1 19 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanobacterium formicicum SBG4 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanobacterium formicicum
SBG4
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanobacterium formicicum SBG4, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 1 19 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanobacterium formicicum SBG4 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanobacterium formicicum SBG4 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanobacterium formicicum SBG4 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanobacterium formicicum SBG8
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein
Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt) und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Methanobacterium sp. 169 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanobacterium formicicum SBG8 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 1 19 (DSMZ) geeignet für Methanobacterium formicium (DSMZ-Stamm: 1535)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 1 19 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanobacterium formicicum SSGS vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanobacterium formicicum SBG8
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanobacterium formicicum SBG8, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 1 19 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanobacterium formicicum SBG8 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanobacterium formicicum SBG8 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanobacterium formicicum SBG8 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanobacterium formicicum SBG25
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt) und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon GC-4 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanobacterium formicicum SBG25 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 1 19 (DSMZ) geeignet für Methanobacterium formicium (DSMZ-Stamm: 1535)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 1 19 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanobacterium formicicum SBG25 vermehrt werden. Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanobacterium formicicum SBG25
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanobacterium formicicum SBG25, die 5 Tage bei einer Temperatur von 40^ in Medium 1 19 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanobacterium formicicum SBG25 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanobacterium formicicum SBG25 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanobacterium formicicum SBG25 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium formicicum führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanosarcina barkeri SBG 16
DNA-Isolierung Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon 5.5ft C140A als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG 16 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 120 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 120 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanosarcina barkeri SBG16 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanosarcina barkeri
SBG16
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanosarcina barkeri SBG16, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 120 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG16 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanosarcina barkeri SBG16 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanosarcina barkeri SBG 16 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanosarcina barkeri SBG 17 DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon 5.5ft C17A als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG 17 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 120 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 120 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanosarcina barkeri SBG17 Vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanosarcina barkeri SBG 17
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanosarcina barkeri SBG17, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 120 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SSG77 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanosarcina barkeri SBG17 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an
Methanosarcina barkeri SBG 17 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri führt zu einer deutlichen
Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen. Methanosarcina barkeri SBG18
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon 5.5ft C38A als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG 18 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 120 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 120 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanosarcina barkeri SBG 18 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanosarcina barkeri
SBG18
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von
150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanosarcina barkeri SBG18, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 120 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG18 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanosarcina barkeri SBG18 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an
Methanosarcina barkeri SBG 18 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanosarcina barkeri SBG33
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon ATB KM1219 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG33 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 120 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 120 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanosarcina barkeri SBG33 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanosarcina barkeri SBG33
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanosarcina barkeri SBG33, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 120 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG33 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanosarcina barkeri SBG33 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanosarcina barkeri SBG33 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanosarcina barkeri SBG20
DNA-Isolierung Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon ATB-KM1253 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG20 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 120 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 120 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanosarcina barkeri SBG20 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanosarcina barkeri SBG20
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanosarcina barkeri SBG20, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 120 (DSMZ) inkubiert worden war. Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG20 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanosarcina barkeri SBG20 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanosarcina barkeri SBG20 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanosarcina barkeri SBG24
DNA-Isolierung Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon MH1492 3E als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG24 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 120 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 120 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanosarcina barkeri SBG24 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanosarcina barkeri SBG24
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanosarcina barkeri SBG24, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 120 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanosarcina barkeri SBG24 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanosarcina barkeri SBG24 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanosarcina barkeri SBG24 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanosarcina barkeri führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanosarcina mazei SBG9
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert. Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Methanosarcina mazei Goe1 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanosarcina mazei SBG9 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 318 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 318 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanosarcina mazei SBG9 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanosarcina mazei SBG9 Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanosarcina mazei SBG9, die 5 Tage bei einer Temperatur von 40^ in Medium 318 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanosarcina mazei SBG9 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanosarcina mazei SBG9 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanosarcina mazei SBG9 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanosarcina mazei führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanothermobacter wolfeii SBG10
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol l~1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5^→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Methanothermobacter wolfeii als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen Methanothermobacter wolfeii SBGW wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 1 19 (DSMZ) geeignet für Methanobacterium formicium (DSMZ-Stamm: 1535)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 1 19 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanothermobacter wolfeii SBG10 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanothermobacter wolfeii SBG 10 Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanothermobacter wolfeii SBG10, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 1 19 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanothermobacter wolfeii SBG 10 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanothermobacter wolfeii SBG10 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanothermobacter wolfeii SBG 10 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanothermobacter wolfeii führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanobacterium oryzae SBG26
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Bacterium Klon HsA55fl als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanobacterium oryzae SBG26 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 1 19 (DSMZ) geeignet für
Methanobacterium formicium (DSMZ-Stamm: 1535)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 1 19 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanobacterium oryzae SBG26 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanobacterium oryzae SBG26
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanobacterium oryzae SBG26, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 1 19 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanobacterium oryzae SBG26 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanobacterium oryzae SBG26 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanobacterium oryzae SBG26 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium oryzae führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Archaeon sp. SBG21
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5^→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon C26A als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann. Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Archaeon sp. SBG21 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 1 19 (DSMZ) geeignet für Methanobacterium formicium (DSMZ-Stamm: 1535)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 1 19 (DSMZ)) konnten die Bakterien Archaeon sp. SBG21 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Archaeon sp. SBG21 Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Archaeon sp. SBG21, die 5 Tage bei einer Temperatur von 40^ in Medium 1 19 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Archaeon sp. SBG21 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Archaeon sp. SBG21 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Archaeon sp. SBG21 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Archaeon sp. SBG21 führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Archaeon sp. SBG22 DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5^→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids
Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Archaeon Klon DF86 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Archaeon sp. SBG22 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 1 19 (DSMZ) geeignet für Methanobacterium formicium (DSMZ-Stamm: 1535)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 1 19 (DSMZ)) konnten die Bakterien Archaeon sp. SBG22 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Archaeon sp. SBG22 Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (NUd) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Archaeon sp. SBG22, die 5 Tage bei einer Temperatur von 40^ in Medium 1 19 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Archaeon sp. SBG22 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Archaeon sp. SBG22 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Archaeon sp. SBG22 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Archaeon sp. SBG22 führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen. Methanobacterium subterraneum SBG35
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Methanobacterium sp. Klon SMS-sludge-11 als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen Mikroorganismen Methanobacterium subterraneum SBG35 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 814 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 814 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanobacterium subterraneum SBG35 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanobacterium subterraneum SBG35
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanobacterium subterraneum SBG35, die 5 Tage bei einer Temperatur von 40 <€ in Medium 814 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanobacterium subterraneum SBG35 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanobacterium subterraneum SBG35 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanobacterium subterraneum SBG35 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanobacterium subterraneum SBG34
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5^→ 3Εichtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Bacterium Klon HsA55fl als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen Mikroorganismen Methanobacterium subterraneum SBG34 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 814 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 814 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanobacterium subterraneum SBG34 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanobacterium subterraneum SBG34
Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanobacterium subterraneum SBG34, die 5 Tage bei einer Temperatur von 40^ in Medium 814 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanobacterium subterraneum SBG34 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanobacterium subterraneum SBG34 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanobacterium subterraneum SBG34 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium subterraneum führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.
Methanobacterium aarhusense SBG36
DNA-Isolierung
Aus dem Fermenter einer Biogasanlage wurden Substrat-Proben entnommen und in ein
Eppendorfreaktionsgefäß überführt. Nach Abtrennung von nicht verdautem Pflanzenmaterial durch Zentrifugation (30 s, 3000 rpm (Umdrehungern pro Minute) in einer Tischzentrifuge) wurde ein Zellpellet durch Zentrifugation (30 min, 13000 rpm in einer Tischzentrifuge) gewonnen. Die Zellen wurden resuspendiert in 1300 μl salinem Extraktionspuffer (0,1 mol I"1 EDTA, 0,15 mol I"1 NaCI, der 30-40 mg mit Säure gewaschenes PVPP enthielt), und anschließend dreimal eingefroren (-80 0C) und aufgetaut (bei 56 0C). Nach Lyse der Zellen (30 min Inkubation bei 37 0C nach Zugabe von 20 μl einer Lysozymlösung von 10 mg/ml) wurden die Zellen nach Zugabe von Protease (20 μl einer 1 % igen (w/v) ProteinaseK Lösung) und SDS (100 μl einer 10 %igen Lösung) für 45 min bei 65 0C inkubiert. Die DNA wurde anschliessend mit einem Volumen Phenol, mit einem Volumen Phenol:Chloroform:lsoamylalkohol (25:24:1 , (v/v/v)) und mit einem Volumen Chloroform extrahiert. Aus dem wässrigen Überstand wurde nach Zugabe von 1/10 Volumen einer Natriumacetat-Lösung (3,0 M, pH 5,2) die DNA mit 0,8 Volumen Isopropanol 30 Min. bei -20 0C gefällt. Die DNA wurde abzentrifugiert, zweimal mit 70 %igen Ethanol gewaschen und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet.
Nukleotidsequenzbestimmung
Zur Bestimmung der 16S rRNA Sequenz wurde aus der isolierten DNA über PCR das Gen für die 16S rRNA amplifiziert. Dafür wurden die Primer mit den Sequenzen TCYGGTTGATCCTGCC und ACGG HTACCTTGTT ACG ACTT verwendet (angegeben in 5'→ 3" Richtung; Y bedeutet C oder T; H bedeutet C, T oder A). Die als PCR-Produkte erhaltenen DNA-Stücke wurden dann in einen Klonierungsvektor kloniert (Ligation mit dem QIAGEN PCR-Cloning-Kit der Firma QIAGEN/Hilden unter Verwendung des Vektors p-Drive), in E. coli transformiert (gemäß QIAGEN PCR-Cloning-Handbook) und mittels Colony-PCR untersucht. Die erhaltenen Colony-PCR-Produkte wurden einer Restriktionsfragment- Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP) zur Auswahl geeigneter Klone unterzogen. Aus den jeweiligen Klonen wurde die entsprechende Plasmid-DNA isoliert und nach der Kettenabbruchmethode (Sanger et al., 1977) sequenziert.
Sequenzanalyse
Nach der Sequenzanalyse der Kolonien konnte die 16S rDNA bzw. ihre Transformation in die korrespondierende 16S rRNA mit dem Programmpacket ARB (Ludwig et al., Nucleic Acids Research. 2004. 32, 1363-1371 ) phylogenetisch analysiert werden. Eine Analyse der klonierten 16S rDNA bzw. der korrespondierenden 16S rRNA Sequenz mittels BLAST- Programm (basic local alignment search tool) der Datenbank www.ncbi.nlm.nih.gov zeigte, dass eine erhaltene Sequenz dem Organismus Bacterium Klon HsA55fl als nächstem Verwandten zugeordnet werden kann.
Isolierung und Anreicherung der Mikroorganismen
Mikroorganismen Methanobacterium aarhusense SBG36 wurden unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe eines geeigneten Selektionsmediums (Medium 141 (DSMZ)) aus dem Überstand von Material aus einem Nachgärer isoliert. Eine weitere Selektion der Flüssigkulturen erfolgte mit Hilfe von Verdünnungsreihen. Durch Wahl eines geeigneten Nährmediums (Medium 141 (DSMZ)) konnten die Bakterien Methanobacterium aarhusense SBG36 vermehrt werden.
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen der Spezies Methanobacterium aarhusense SBG36 Während eines Fermentationsprozesses in einem Versuchsfermenter mit einem Volumen von 150 I unter realistischen Anlagenbedingungen (Temperatur ~ 40 0C, durchschnittliche Raumbelastung von 3 bis 3,5 kg oTS/m3d) wurde über einen Zeitraum von mehreren Monaten der zeitliche Verlauf des gesamten erzeugten Biogases in Normliter (Gasvolumen bei 273,15 K und 1013 mbar) je Tag (Nl/d) bestimmt. Der Fermentationsprozess lief unter ansonsten identischen Bedingungen, insbesondere unter gleicher Raumbelastung des Fermenters, einmal ohne die Zugabe von Mikroorganismen ab und einmal unter mehrfacher Zugabe (z.B. 2x wöchentlich). Zugegeben wurde jeweils die Zellmasse aus 1 I einer Vorkultur von Methanobacterium aarhusense SBG36, die 5 Tage bei einer Temperatur von 4O0C in Medium 141 (DSMZ) inkubiert worden war.
Ein Vergleich der Menge an erzeugtem Biogas zeigte, dass bei Zugabe von Mikroorganismen Methanobacterium aarhusense SBG36 eine deutlich erhöhte Menge, mindestens aber eine um 5 % höhere Menge an erzeugtem Biogas aus einer vorgegebenen Menge an organischer Trockensubstanz erzeugt wird als ohne Zugabe von Mikroorganismen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Reinkultur von Methanobacterium aarhusense SBG36 eingesetzt. Ebenso können aber auch Mischkulturen mit einem Anteil an Methanobacterium aarhusense SBG36 verwendet werden. Insbesondere können Mischkulturen aus zwei oder drei Arten von Mikroorganismen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paenibacillus macerans, Clostridium sartagoformum und Clostridium sporosphaeroides zugegeben werden.
Der Einsatz von Mikroorganismen der Art Methanobacterium aarhusense führt zu einer deutlichen Verbesserung von Effizienz und Wirkungsgrad von Biogasanlagen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse in einem Fermentierungsreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse ein Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis in Form einer Kultur von Mikroorganismen zugesetzt wird, wobei Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis zumindest 10'4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis zumindest 10" 2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis zumindest 75 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmachen.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinkultur des Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zugesetzt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mikroorganismen der Art Methanoculleus bourgensis der Biomasse als Bestandteil zumindest einer immobilisierten Kultur von Mikroorganismen zugesetzt werden.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah zur Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zusätzliche Biomasse in den Fermentierungsreaktor gegeben wird.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbelastung im Fermentierungsreaktor durch kontinuierliche Zugabe von Biomasse kontinuierlich gesteigert wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Raumbelastung von ≥ 0,5 kg oTS/m3d, bevorzugt ≥ 4,0 kg oTS/m3d, besonders bevorzugt ≥ 8,0 kg oTS/m3d, durchgeführt wird.
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse unter konstanter Durchmischung des Gärsubstrats erfolgt.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Biogas aus Biomasse bei einer Temperatur von 2O0C bis 800C, bevorzugt bei einer Temperatur von 400C bis 5O0C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Gärsubstrat und die Zugabe des Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis kontinuierlich erfolgen.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis in einer Menge zu dem
Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zwischen 10'8 % und 50 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zwischen 10"6 % und 25 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden
Mikroorganismen ausmacht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zwischen 10'4 % und 10 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis in einer Menge zu dem Gärsubstrat zugegeben wird, dass nach Zugabe der Anteil des Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zwischen 10'3 % und 1 % der Gesamtzahl an in dem Gärsubstrat anwesenden Mikroorganismen ausmacht.
21 . Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus sp. dm2 handelt.
22. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon GZK7 handelt.
23. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C121A handelt.
24. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen
Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C124A handelt.
25. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5Ü C141A handelt.
26. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon A52 handelt.
27. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen
Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon MCSArc_B6 handelt.
28. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon BSA1A-03 handelt.
29. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon BSA2A-02 handelt.
30. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon MAA04 handelt.
31 . Verwendung eines Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
32. Verwendung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Methanoculleus sp. dm2 handelt.
33. Verwendung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon GZK7 handelt.
34. Verwendung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C121A handelt.
35. Verwendung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon 5.5ft C124A handelt.
36. Verwendung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des
Stammes Archaeon Klon 5.5ft C141A handelt.
37. Verwendung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon A52 handelt.
38. Verwendung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Archaeon Klon MCSArc_B6 handelt.
39. Verwendung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon BSA1A-03 handelt.
40. Verwendung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des Stammes Euryarchaeote Klon BSA2A-02 handelt.
41 . Verwendung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mikroorganismus der Art Methanoculleus bourgensis um einen Mikroorganismus des
Stammes Euryarchaeote Klon MAA04 handelt.
42. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,31 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist.
43. Mikroorganismus nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist.
44. Mikroorganismus nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist.
45. Mikroorganismus nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist.
46. Mikroorganismus nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 aufweist.
47. Mikroorganismus nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 4 entspricht.
48. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,54 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist.
49. Mikroorganismus nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist.
50. Mikroorganismus nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist.
51 . Mikroorganismus nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist.
52. Mikroorganismus nach Anspruch 51 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 9 aufweist.
53. Mikroorganismus nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr.
9 entspricht.
54. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,04 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist.
55. Mikroorganismus nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,2 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist.
56. Mikroorganismus nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist.
57. Mikroorganismus nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist.
58. Mikroorganismus nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 10 aufweist.
59. Mikroorganismus nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr.
10 entspricht.
60. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,53 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist.
61 . Mikroorganismus nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist.
62. Mikroorganismus nach Anspruch 61 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist.
63. Mikroorganismus nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist.
64. Mikroorganismus nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 aufweist.
65. Mikroorganismus nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 1 entspricht.
66. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,88 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist.
67. Mikroorganismus nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist.
68. Mikroorganismus nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist.
69. Mikroorganismus nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist.
70. Mikroorganismus nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 aufweist.
71 . Mikroorganismus nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 12 entspricht.
72. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,1 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist.
73. Mikroorganismus nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,3 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist.
74. Mikroorganismus nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist.
75. Mikroorganismus nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist.
76. Mikroorganismus nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 28 aufweist.
77. Mikroorganismus nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr.
28 entspricht.
78. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 95,82 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist.
79. Mikroorganismus nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist.
80. Mikroorganismus nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist.
81 . Mikroorganismus nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist.
82. Mikroorganismus nach Anspruch 81 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 aufweist.
83. Mikroorganismus nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 27 entspricht.
84. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 95,88 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist.
85. Mikroorganismus nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 96,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist.
86. Mikroorganismus nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist.
87. Mikroorganismus nach Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist.
88. Mikroorganismus nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 aufweist.
89. Mikroorganismus nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 20 entspricht.
90. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,63 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist.
91 . Mikroorganismus nach Anspruch 90, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,65 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist.
92. Mikroorganismus nach Anspruch 91 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist.
93. Mikroorganismus nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,8 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist.
94. Mikroorganismus nach Anspruch 93, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 25 aufweist.
95. Mikroorganismus nach Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr.
25 entspricht.
96. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,26 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist.
97. Mikroorganismus nach Anspruch 96, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,3 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist.
98. Mikroorganismus nach Anspruch 97, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist.
99. Mikroorganismus nach Anspruch 98, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,7 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist.
100. Mikroorganismus nach Anspruch 99, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,9 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 aufweist.
101. Mikroorganismus nach Anspruch 100, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 26 entspricht.
102. Mikroorganismus mit einer Nukleinsäure, die eine Nukleotidsequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 97,54 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist.
103. Mikroorganismus nach Anspruch 102, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist.
104. Mikroorganismus nach Anspruch 103, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 98,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist.
105. Mikroorganismus nach Anspruch 104, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,0 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist.
106. Mikroorganismus nach Anspruch 105, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der mehr als 99,5 % Sequenzidentität mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 aufweist.
107. Mikroorganismus nach Anspruch 106, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleotidsequenz einen Sequenzbereich enthält, der der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 29 entspricht.
108. Kultur von Mikroorganismen geeignet zum Einsatz in einem Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kultur von Mikroorganismen ein Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 42 bis
107 anwesend ist, wobei der Mikroorganismus zumindest 10~4 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
109. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 108, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10"2 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
1 10. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 109, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 1 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen
Mikroorganismen ausmacht.
1 1 1. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 1 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 10 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
1 12. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 1 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 50 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
1 13. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 1 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroorganismus zumindest 90 % der Gesamtzahl an in der Kultur vorhandenen Mikroorganismen ausmacht.
1 14. Kultur von Mikroorganismen nach Anspruch 1 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Reinkultur eines Mikroorganismus gemäß den Ansprüchen 42 bis 107 handelt.
1 15. Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 108 bis 1 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine immobilisierte Kultur von Mikroorganismen handelt.
1 16. Verwendung eines Mikroorganismus nach zumindest einem der Ansprüche 42 bis 107 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
1 17. Verwendung nach Anspruch 1 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 30 handelt.
1 18. Verwendung einer Kultur von Mikroorganismen nach zumindest einem der Ansprüche 108 bis 1 15 zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse.
1 19. Verwendung nach Anspruch 1 18, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Verfahren zur fermentativen Erzeugung von Biogas aus Biomasse Biomasse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 30 handelt.
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