高溫發(fā)酵產(chǎn)氫菌株W16及其發(fā)酵產(chǎn)氫特性.pdf

1、氫氣作為一種清潔的、可再生的能源，已越來越受到人們的重視。但是，由于技術上的原因，至今仍無法得到廉價的氫氣。尋求效率高，成本低的生物制氫技術是亟待解決的問題。木質纖維原料是地球上最豐富、最廉價的可再生資源，利用工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物等廉價的復雜基質制取氫氣，既能降低氫氣的生產(chǎn)成本，又能使廢棄物資源化。成本的降低可推動生物制氫的工業(yè)化進程。
　　新的產(chǎn)氫菌種篩選主要有兩個目標：高的氫氣化率和更寬的底物利用范圍。為了能利用木質纖維素等難降

2、解的廉價底物發(fā)酵產(chǎn)氫，分離出一株能用時利用木糖葡萄糖產(chǎn)氫的高效菌株將具有十分重要的意義。高溫菌就是這一領域的研究熱點，高溫產(chǎn)氫由于其速率高、副產(chǎn)物少、底物利用范圍廣以及熱力學上的優(yōu)勢而逐漸引起人們的關注。
　　本文利用改進的Hungate厭氧培養(yǎng)技術，從遼寧鞍山湯崗子地區(qū)的溫泉底泥中成功分離篩選到一株能同時利用葡萄糖和木糖的高溫產(chǎn)氫菌W16。16S rDNA基因序列鑒定確認，菌株W16與Thermoanaerobacterium

3、thermosaccharolyticum的相似性高達98.4％，在進化上屬于熱解糖高溫厭氧芽孢桿菌屬。菌株W16在基因庫注冊基因號為EU563362。
　　菌株W16幾乎能夠利用所有的糖醇生長產(chǎn)氫，均表現(xiàn)為乙酸-丁酸型發(fā)酵。有機氮源不是菌株W16所必需的生長因子，菌株W16革蘭氏染色陽性，有莢膜，有芽孢。菌株W16嚴格厭氧生長，生長溫度范圍30~70℃，最適生長溫度60℃；耐受pH范圍是4.0~8.0，最適pH范圍是6.0~7.

4、0；耐受NaCl濃度范圍是0~5.0%。
　　菌株W16利用木糖產(chǎn)氫的最佳條件是：初始木糖濃度10g/L，溫度為60℃，初始pH為6.5；混合糖試驗發(fā)現(xiàn)，菌株W16沒有經(jīng)典的二次生長現(xiàn)象，而是能同時利用木糖和葡萄糖；菌株W16的產(chǎn)氫能力在同類研究中居前列，其最大累計產(chǎn)氫量及產(chǎn)氫速率分別為：2.42molH2/mol葡萄糖和12.9mmolH2/(L·h)；2.19molH2/mol木糖和10.7mmolH2/(L·h)。
　

5、　菌株W16發(fā)酵玉米秸稈水解液試驗表明，半纖維素水解液中存在一些有毒的化合物，延長了菌體的遲滯期從而減慢了對糖類的利用速度，但是不會影響累計產(chǎn)氫效果。分步酶解發(fā)酵實驗表明，菌株W16在酶解液和模擬培養(yǎng)基中能得到2.3~2.4molH2/mol底物的氫氣產(chǎn)量和12.0~12.7mmolH2/(L·h)的產(chǎn)氫速率。
　　上述結果表明，本研究分離的高溫產(chǎn)氫菌株W16具有高效產(chǎn)氫能力，通過生長與產(chǎn)氫特性的研究，得到了該菌株的最佳生長和產(chǎn)氫