产氢菌的复合诱变选育及突变株HCM-23的产氢特性

以厌氧产氢细菌Clostridium sp. H-61为原始菌株, 先后经亚硝基胍(NTG)、紫外(UV)诱变, 选育得到1株高产突变株HCM-23。在葡萄糖浓度为10 g/L的条件下, 其产氢量为3024 mL/L, 比原始菌株提高了69.89%; 其最大产氢速率为33.19 mmol H2/g DW·h, 比原始菌株(19.74 mmol H2/g DW·h)提高了68.14%。经过多次传代试验, 稳定性良好。其发酵末端产物以乙醇和乙酸为主, 属于典型乙醇型发酵代谢类型。其最适产氢初始pH为6.5, 最适生长温度为36℃, 以蔗糖为最佳碳源。与原始菌株相比, 突变株HCM-23的产氢特性发生了改变, 如生长延滞期延长, 可利用无机氮源等。     

产氢菌的复合诱变选育及突变株HCM-23的产氢特性

以厌氧产氢细菌Clostridium sp.H-61为原始菌株,先后经亚硝基胍(NTG)、紫外(UV)诱变,选育得到1株高产突变株HCM-23.在葡萄糖浓度为10 g/L的条件下,其产氢量为3024 mL/L,比原始菌株提高了69.89%;其最大产氢速率为33.19 mmol H2/g DW·h,比原始菌株(19.74 mmolH2/g DW·h)提高了68.14%.经过多次传代试验,稳定性良好.其发酵末端产物以乙醇和乙酸为主,属于典型乙醇型发酵代谢类型.其最适产氢初始pH为6.5,最适生长温度为36℃,以蔗糖为最佳碳源.与原始菌株相比,突变株HCM-23的产氢特性发生了改变,如生长延滞期延长,可利用无机氮源等.     

汉逊德巴利酵母发酵葡萄糖生产D-阿拉伯糖醇

从378株耐高渗酵母中,筛选到1株由葡萄糖发酵高产D-阿拉伯糖醇的酵母。通过生理生化和分子生物学的鉴定,证实该菌株为Debaryomyces hansenii,保藏编号CICIM Y 0504。研究该酵母摇瓶发酵的主要影响因素,确定其摇瓶发酵条件为:葡萄糖200 g/L,酵母膏10 g/L,初始pH值3,装液量20 mL/250 mL,温度30℃。在此条件下发酵120 h,D-阿拉伯糖醇浓度达90.37 g/L,转化率45.18%。在15 L发酵罐对该酵母进行扩大培养,结果表明,初始葡萄糖浓度200 g/L的分批发酵产D-阿拉伯糖醇64.07 g/L,转化率33.94%;葡萄糖浓度控制在30～50 g/L的分批补料发酵产D-阿拉伯糖醇125 g/L,转化率37.5%。研究结果对葡萄糖发酵生产D-阿拉伯糖醇工业化的实现具有重要启示。     

厌氧细菌Acetanaerobacterium elongatum从葡萄糖的产氢特性研究

为了了解影响厌氧发酵产氢细菌Acetanaerobacterium elongatumZ7产氢效率的因素,采用生理学方法对其进行了研究。结果表明:乙醇型发酵菌A.elongatumZ7的最适产氢温度为37℃,最适产氢的起始pH为8.0。该菌发酵葡萄糖和阿拉伯糖产氢的能力较强,氢气产率分别为1.55mol H2/mol葡萄糖和1.50mol H2/mol阿拉伯糖。酵母粉是菌株Z7生长和产氢所必须的生长因子;pH影响菌株的生长和葡萄糖利用率;氢压则影响电子流的分配,从而改变代谢产物乙酸和乙醇的比例;当产氢菌与甲烷菌共培养以维持发酵体系低的氢压时,可使氢的理论产量提高约4倍;培养基中乙酸钠浓度>60mmol/L明显抑制产氢。另外,一个只利用蛋白类物质的细菌能够促进菌株Z7对葡萄糖的利用,进而提供氢产量,为生物制氢的工业化生产提供理论参考。     

产氢菌Enterobacter sp.和Clostridium sp.的分离鉴定及产氢特性

在高温水体中分离得到2株具有较高产氢活性的微生物菌株Z-16和C-32。根据两菌株的16SrDNA序列分析,初步鉴定菌株Z-16为Enterobactersp.,菌株C-32为Clostridiumsp.。研究了起始pH值、反应温度、碳源等对菌株放氢活性的影响。菌株Z-16的最适产氢条件为:反应系统起始pH7·0,反应温度35℃,以蔗糖为产氢底物。在最适条件下,菌株Z-16的氢转化率为2·68molH2/mol蔗糖。菌株C-32的最适产氢条件为:反应系统起始pH8·0,反应温度35℃,以麦芽糖为产氢底物。在最适条件下,菌株C-32的氢转化率为2·71molH2/mol麦芽糖。以葡萄糖为碳源时,菌株Z-16和菌株C-32的氢转化率分别为2·35和2·48molH2/mol葡萄糖。     

一个新的高温产氢菌及产氢特性的研究

利用Hungate滚管技术从西藏山南地区热泉淤泥中分离到一株高温产氢的厌氧发酵细菌T42。菌株T42革兰氏染色反应为阴性,但KOH裂解试验证实其为革兰氏阳性杆菌。菌体大小为0.7μm~0.9μm×3.2μm~7μm,不运动,不产芽孢。其生长温度范围为32℃~69℃,最适生长温度为60℃~62℃,生长pH范围为5.0~8.8,最适生长pH为7.0~7.5,代时30min。有机氮源是T42菌株的必需生长因子。菌株T42利用淀粉、纤维二糖、蔗糖、麦芽糖、糊精、果糖、糖原和海藻糖等底物生长并发酵产氢,发酵葡萄糖的终产物为乙酸、乙醇、H2和CO2。G C含量为31.2mol%。系统发育分析表明菌株T42与Thermobrachium celere和Caloramator indicus位于同一分支,生理生化特征也表明菌株T42应是Thermobrachium属的一个新菌株,在中国普通微生物菌种保藏中心的保藏号为AS1.5039。菌株T42的最佳产氢初始pH为7.2,最佳产氢温度为62℃,其氢转化率为1.06mol H2/mol葡萄糖,最大产氢速率为24.0mmol H2/gDW/h。20mmol/L的Mg2 和2mmol/L的Fe2 可分别提高菌株T42的产氢量20%和23.3%,而Ni2 对其产氢无明显的作用。当菌株T42和热自养甲烷热杆菌(Methanothermobacter thermautotrophicus)Z245共培养时,由于降低了氢分压,使其葡萄糖利用率和氢产量分别提高1倍和2.8倍,发酵产物乙酸和乙醇的比例也从1提高到1.7。     

一株高温高效产氢细菌的分离及产氢特征研究

实验组采用非选择性培养、选择性培养、液体培养和固体培养一整套培养方法,结合平面厌氧操作技术与培养瓶厌氧技术,从混合产氢培养液中分离得到1株较好的产氢细菌。细菌需氧实验证明:此细菌为厌氧细菌;Gram实验和芽孢染色实验表明:此菌为革兰氏阴性杆菌,无芽孢。在不同的pH值、不同金属离子与温度下,于间歇式条件下测定其产氢量。实验结果表明:此菌株对pH值敏感,其最适产氢pH值为5.5,最适温度在45℃左右,在最适宜条件下产气量在1000 mL/(5 g葡萄糖),产气周期在15 d左右。金属离子影响实验表明:缺少铁和镁离子对此产气菌株的产气量有明显影响,此菌株对铜离子(0.1 g/L)无抗性。     

产氢细菌Enterbacter sakazakii HP的分离及产氢特性

在自然环境中分离到一株具有高产氢活性的微生物菌株,经细菌鉴定仪及16S rRNA基因序列分析,鉴定该菌株为Enterbacter sakazakii HP。分析了起始pH值、反应温度、碳源、起始糖浓度、起始氧浓度及菌体密度等因素对菌株产氢活性的影响。研究表明,该菌株发酵产氢较适合的条件为:以葡萄糖为产氢底物,起始pH值8.0,菌体密度OD600=0.7,反应温度35℃,糖浓度为0.1mol/L,氧浓度为0%的条件下,此时产氢菌株的最高产氢活性为5.34μmolH2/h.mgdw,氢的得率为1.94molH2/mol葡萄糖。     

木糖发酵产氢菌的筛选及其生长产氢特性研究

利用改进的Hungate厌氧技术, 从牛粪堆肥中分离出一株能有效利用木糖发酵产氢的中温菌HR-1。通过16S rRNA系统发育树分析表明, 菌株 HR-1 与丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum ATCC 824 相似性最高为96%, 结合生理生化和生长特性分析表明, HR-1是梭菌属Clostridium的一个新种, 命名为Clostridium sp. HR-1。菌株HR-1为单胞生长的规则杆状菌(0.3 mm ~0.6 mm)×(1.4 mm~2.3 mm), 革兰氏染色为阴性, 无荚膜、无鞭毛、表面光滑、无明显凸起, 专性厌氧菌。HR-1可在10°C~45°C, pH 4.0~10.0条件下生长; 37°C和pH 8.0分别为其最适生长条件。发酵PYG的主要发酵产物有氢气、二氧化碳、乙酸、丁酸及少量乙醇。HR-1可以利用有机氮源和无机氮源生长并产氢, 酵母提取物是其最佳产氢氮源。HR-1在木糖浓度为3 g/L和初始pH 6.5条件下, 其比产氢量为1.84 mol-H2/mol-木糖, 最大比产氢速率为10.52 mmol H2/h·g-细胞干重。HR-1可以亦利用葡萄糖、半乳糖、纤维二糖、甘露糖和果糖等碳源生长并发酵产氢, 发酵葡萄糖时比产氢量为2.36 mol-H2/mol-葡萄糖。     

沼泽生红冬孢酵母生长及产类胡萝卜素培养条件的研究

通过单因素实验和正交实验对沼泽生红冬孢酵母生长和产类胡萝卜素的培养条件进行研究,最适培养条件为葡萄糖40 g/L,牛肉膏10 g/L,酵母膏10 g/L,NaCl 10 g/L,MgSO4.7H2O 0.1 g/L,K2HPO4 2 g/L,KH2PO4 2 g/L,初始pH 6.3,装液量为50 mL/250 mL,摇床转速170 r/min,培养温度为28℃,接种量为10%。在此发酵条件下,培养72 h后,沼泽生红冬孢酵母生物量和类胡萝卜素产量分别达到11.72 g/L和3.55 mg/L。