中溫木糖發(fā)酵產(chǎn)氫菌的分離及其產(chǎn)氫特性研究.pdf

1、底物已經(jīng)成為限制生物制氫發(fā)展的重要因素，采用廉價的底物無疑會降低制氫成本，從而促使該技術能夠得到更好的推廣。半纖維素廣泛存在于纖維素類生物質(zhì)中，如果能將其用于發(fā)酵產(chǎn)氫，則纖維質(zhì)就能夠更加充分的被利用。禾本科植物的半纖維素主要是木聚糖類，在酶或者酸的作用下水解，可得到木糖含量較高的水解液。本研究立足于利用半纖維素水解產(chǎn)物——木糖發(fā)酵產(chǎn)氫，篩選高效木糖降解產(chǎn)氫菌，對其產(chǎn)氫特性進行研究，優(yōu)化發(fā)酵產(chǎn)氫的條件，以期獲得更高的產(chǎn)氫能力。
　　

2、本試驗從牛糞堆肥中成功篩選出了7株中溫發(fā)酵木糖產(chǎn)氫菌，通過對這7株菌進行優(yōu)選，發(fā)現(xiàn)菌株HR-1的產(chǎn)氫能力最強，單位體積產(chǎn)氫量（YH2）為1311mL/L-培養(yǎng)基。HR-1為單胞生長的規(guī)則桿狀菌，革蘭氏陽性，無莢膜、無鞭毛、表面光滑、無明顯凸起，專性厭氧。HR-1可在10~41℃，pH4.0~12.0條件下生長；37℃和pH8.0分別為最適生長條件；發(fā)酵葡萄糖的主要產(chǎn)物有H2、CO2、乙酸、丁酸，未檢測到琥珀酸和丁二醇；可利用多種碳源生長

3、；其耐鹽性為0~2％；HR-1可以利用磷酸氫二銨和硝酸鹽生長，有機氮不是其必需的氮源。通過16S rRNA鑒定，表明與丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum824）的相似性最高，為96%，初步認為該菌是梭菌屬的一個新種，命名為Clostridium sp. HR-1。
　　通過間歇培養(yǎng)試驗，考察了初始pH、不同氮源、碳源濃度、不同碳源對HR-1利用木糖發(fā)酵產(chǎn)氫的影響。結果表明：該菌株的最佳生長初始pH為

4、8.0，最佳產(chǎn)氫初始pH為6.5；它可以利用NH4Cl、酵母浸粉、尿素作為氮源進行發(fā)酵產(chǎn)氫，其中酵母浸粉效果最好；HR-1利用木糖發(fā)酵產(chǎn)氫的最適濃度為20g/L；HR-1不能利用阿拉伯糖發(fā)酵產(chǎn)氫，但可以利用半乳糖、纖維二糖、葡萄糖、甘露糖、葡聚糖發(fā)酵產(chǎn)氫，因此推斷該菌株可以很好的利用半纖維素的水解液發(fā)酵產(chǎn)氫。
　　比較了中溫產(chǎn)氫菌HR-1利用五碳糖、六碳糖及二者等比例混合糖發(fā)酵產(chǎn)氫的特性，發(fā)現(xiàn)HR-1更容易利用六碳糖合成細胞及發(fā)酵