哈爾濱產(chǎn)乙醇桿菌YUAN-3氫化酶活性與產(chǎn)氫特性相關(guān)性研究.pdf

1、生物制氫是一種利用微生物代謝產(chǎn)生氫氣的可持續(xù)能源技術(shù)，因其環(huán)境友好性成為研究的熱點(diǎn)。產(chǎn)乙醇桿菌屬的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了乙醇型發(fā)酵產(chǎn)氫理論，為闡述氫醇共生產(chǎn)代謝機(jī)制和揭示細(xì)菌自凝集機(jī)理提供模式菌株，為產(chǎn)氫細(xì)菌的遺傳改良提供優(yōu)良的出發(fā)菌株，尤其是自凝集產(chǎn)氫菌株YUAN-3T的分離，對(duì)發(fā)酵法生物制氫技術(shù)有著重大的工程和理論意義。氫化酶是能量代謝過(guò)程中氫釋放的最后限速酶系，其活性的高低以及表達(dá)周期的長(zhǎng)短直接影響了產(chǎn)氫細(xì)菌的能量代謝，從而影響氫氣的釋放速度

2、和產(chǎn)量。為進(jìn)一步加快發(fā)酵法生物制氫技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程，從酶學(xué)水平上探討影響因子等對(duì)產(chǎn)氫發(fā)酵細(xì)菌的氫化酶活性的影響，將為提高菌種產(chǎn)氫能力提供理論指導(dǎo)，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)菌種的“目的性調(diào)控”。
　　本論文針對(duì)高效產(chǎn)氫菌Ethanoligenens harbinense YUAN-3本身的特性，對(duì)該菌氫化酶的活性檢測(cè)方法進(jìn)行了優(yōu)化，進(jìn)而對(duì)其與菌株產(chǎn)氫特性的相關(guān)性進(jìn)行了研究，探討了該氫化酶活性的影響因子。
　　對(duì)YUAN-3氫化酶活性的檢測(cè)

3、方法進(jìn)行優(yōu)化時(shí)發(fā)現(xiàn)超聲波功率為30kHz，處理時(shí)間為2min時(shí)酶活性較高且處理較完全。酶活測(cè)定時(shí)的最適pH為7.5，最適溫度為35℃。甲基紫精濃度為2.5mmol/L時(shí)氫化酶產(chǎn)氫效果較好酶活較高，PMSF及DTT的加入有效的抑制了氫化酶活性的降低。
　　在發(fā)酵罐間歇試驗(yàn)的研究中發(fā)現(xiàn)YUAN-3氫化酶活性隨發(fā)酵的進(jìn)行呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，12小時(shí)達(dá)到最高時(shí)比產(chǎn)氫率高達(dá)2.18mol H2/mol葡萄糖。研究發(fā)現(xiàn)該酶獲得最高活性的時(shí)

4、間比細(xì)胞進(jìn)入生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期的時(shí)間要提前3小時(shí)左右。
　　在考察各種生態(tài)因子對(duì)Ethanoligenens harbinense YUAN-3氫化酶活性影響的研究中發(fā)現(xiàn)，其在pH為4.5，C/N比為22.4；Mg2+濃度為300mg/L（MgCl2·6H2O）；Fe2+濃度為60mg/L（FeSO4·7H2O）,接種量為3％時(shí)獲得最大的活性，且此時(shí)Ethanoligenens harbinense YUAN-3產(chǎn)氫能力也接近其最好水平。