影响纤维素类物质厌氧发酵产氢因素的研究

用预处理后的农作物水稻秸秆作为原料,进行厌氧发酵产氢,对产氢过程中的几种主要影响因素进行了实验研究。结果表明,起始pH值和反应温度对厌氧发酵产氢结果均有显著影响。在起始pH值为7,温度37℃时,可获得最大累计产氢量为122.1ml/g,在以玉米浆作为有机氮源的情况下,最大累计产氢量为141.2ml/g。     

厌氧发酵产氢微生物的研究进展

厌氧发酵法生物制氢在国内外受到了普遍关注, 对产氢起核心作用的微生物又成为了研究的重点课题。论述了厌氧发酵产氢微生物的研究进展, 分别对厌氧产氢细菌的发酵类型、产氢能力、菌种选育、基因改良等进行了介绍, 结合国内外研究现状, 对厌氧发酵产氢微生物研究目前存在的问题进行了总结和展望。     

厌氧发酵产氢微生物的研究进展

厌氧发酵法生物制氢在国内外受到了普遍关注, 对产氢起核心作用的微生物又成为了研究的重点课题。论述了厌氧发酵产氢微生物的研究进展, 分别对厌氧产氢细菌的发酵类型、产氢能力、菌种选育、基因改良等进行了介绍, 结合国内外研究现状, 对厌氧发酵产氢微生物研究目前存在的问题进行了总结和展望。     

响应面法优化细菌MY07产IAA液体发酵培养基

[目的]研究氮源、氮源和矿质元素对菌株MY07产吲哚乙酸量的影响。[方法]在单因素筛选和初始浓度确定试验的基础上,利用响应面分析法对细菌MY07产吲哚乙酸的液体发酵培养基进行优化,采用Box-Benhnken设计和响应面法对碳源、氮源和矿质元素水平进行分析。[结果]结果表明,菌株MY07产IAA的液体发酵培养基最佳组合为:0.94%甘露醇,2.35%KNO3,0.12‰Mg SO4·7H2O,0.13‰Ca Cl2·2H2O,在此条件下的验证试验表明,IAA产量可达到28.16μg/ml。[结论]通过响应面法优化菌株培养基后,有利于提高该菌产生IAA的能力。     

一株产丁酸羊源拜氏梭菌的筛选及其培养条件优化

【背景】人类和动物消化道内栖息着极其复杂和多样化的微生物群落,这些微生物群落分布在肠道的不同位置并执行着特定的功能。近年来,产丁酸菌逐渐成为微生物领域的研究热点,产丁酸菌主要为产芽孢革兰氏阳性厌氧菌,对肠道健康有重要意义。【目的】从反刍动物瘤胃中筛选出产丁酸菌株并研究其生长特性,进一步优化其培养条件,从而提高产丁酸菌的丁酸产量。【方法】以绵羊瘤胃内容物为样品,运用稀释涂布法进行产丁酸菌的筛选,通过形态学观察和16S rRNA基因序列分析等方法对菌株进行鉴定。通过单因素试验与Box-Behnken design试验相结合,对培养条件进行优化,确定筛选菌株在梭菌增殖培养基(reinforced clostridium medium,RCM)中的最佳产酸培养条件。【结果】经过筛选鉴定得到的菌株为梭菌属的拜氏梭菌(clostridium beijerinckii,CB),命名为拜氏梭菌R8(CB.R8)。对拜氏梭菌R8的培养条件进行优化,得出该菌株在接种量为1.22%、温度为38.45℃、pH6.08和培养时间为64.67h的条件下丁酸产量为2.48g/L。【结论】筛选到1株拜氏梭菌R8,该菌能够在RCM培养基中生长并代谢产生丁酸,具备较高的应用价值。     

响应面分析法用于微生物培养基浓度的优化

首次将响应面分析法 (RSM )用于延胡索酸酶产生菌产氨短杆菌MA 2和黄色短杆菌MA 3培养基成份的优选 ,并且取得了良好的结果。经优化后产氨短杆菌MA 2酶活达 2 7.88×10 3 μmol/g·h ,黄色短杆菌MA 3酶活达 32 .2 6× 10 3 μmol/g·h ,较国内外文献报道的其它产氨短杆菌、黄色短杆菌单位菌体延胡索酸酶活力有显著提高。     

高效转化黄姜皂苷为薯蓣皂苷元菌株的筛选及转化条件优化

薯蓣皂苷元是甾体激素类药物重要的生产原料,在制药工业中有广泛应用。传统的生产方法是黄姜酸解法,污染严重。为寻找更清洁高效的生产方式,从本实验室保藏的菌株中筛选出一株赤霉菌Gibberellaintermedia WX12(层出镰孢菌Fusarium proliferatum的有性阶段),能将黄姜中的皂苷转化为薯蓣皂苷元。采用统计学实验设计方法对其转化培养基进行研究,优化的转化培养基配方为(g/L):葡萄糖20.6;酵母膏5.0;氯化钠1;磷酸二氢钾3;硫酸锌1.5;黄姜酶解物3。采用以上优化参数,薯蓣皂苷元的得率提高到(31±0.3)mg/g干黄姜,较优化前提高了3倍。这是目前关于赤霉菌转化黄姜中皂苷的首次报道。     

产脂肪酶细菌的筛选及培养条件优化研究

以橄榄油为唯-C源,从食堂下水沟中筛选出10株产脂肪酶菌种,其中一株细菌脂肪酶活力较高,鉴定为乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus),最佳培养条件为:1.5%的麦芽糖,2.5%的NH_4Cl,0.1%MgSO_4·7 H_2O,初始pH 7.0,接种量1.0%,装液量40mL/100mL,30℃培养24 h,产酶达到9.07U/mL,且不受天然油脂影响。该菌培养时间短,培养成本低,传代培养后稳定性好,有利于在酶法合成生物柴油上应用。     

细菌纤维素发酵培养基的优化及超微观结构分析

为了提高细菌纤维素的产量, 本研究对一株氧化葡糖杆菌菌株J2液体发酵生产细菌纤维素的培养基进行了优化, 并对其代谢的细菌纤维的超微观结构进行了观察。运用Plackett-Burman试验设计法对8个相关影响因素的效应进行了评价, 筛选出了有显著效应的3个因素: 酵母膏、ZnSO4、无水乙醇, 其他5个因素的影响未达到显著水平(P>0.05)。然后采用Box-Behnken的中心组合试验设计和响应面分析方法(RSM)确定了上述三个因素的最佳浓度, 并且以棉纤维为对照, 运用扫描电镜观察了细菌纤维素的超微观结构, 结果表明: 菌株J2利用优化后的发酵培养基生产细菌纤维素的产量为11.52 g/100 mL, 是优化前的1.35倍, 电镜照片显示细菌纤维素微纤维丝直径<0.1 mm, 比棉纤维细很多, NaOH处理可以除去纤维网络结构中的菌体。     

细菌纤维素发酵培养基的优化及超微观结构分析

为了提高细菌纤维素的产量, 本研究对一株氧化葡糖杆菌菌株J2液体发酵生产细菌纤维素的培养基进行了优化, 并对其代谢的细菌纤维的超微观结构进行了观察。运用Plackett-Burman试验设计法对8个相关影响因素的效应进行了评价, 筛选出了有显著效应的3个因素: 酵母膏、ZnSO4、无水乙醇, 其他5个因素的影响未达到显著水平(P>0.05)。然后采用Box-Behnken的中心组合试验设计和响应面分析方法(RSM)确定了上述三个因素的最佳浓度, 并且以棉纤维为对照, 运用扫描电镜观察了细菌纤维素的超微观结构, 结果表明: 菌株J2利用优化后的发酵培养基生产细菌纤维素的产量为11.52 g/100 mL, 是优化前的1.35倍, 电镜照片显示细菌纤维素微纤维丝直径<0.1 mm, 比棉纤维细很多, NaOH处理可以除去纤维网络结构中的菌体。     

厌氧发酵法生物制氢的研究现状和发展前景

氢气是一种理想的能源,具有转化率高、可再生和无污染等优点。与传统制氢方法相比,生物制氢技术的能耗低,对环境无害,其中的厌氧发酵生物制氢已经越来越受到人们的重视。本文主要介绍了厌氧发酵生物制氢技术的方法和机理,分析了生物制氢的可行性,结合国内外研究现状提出了未来的发展方向。     

有机酸胁迫下厌氧污泥产氢效果

乙酸、丙酸、乳酸及丁酸是厌氧发酵产氢过程中4种主要的液相末端发酵产物,其积累对产氢过程有一定的抑制作用。实验利用多种有机酸胁迫提高污泥的酸耐受能力,并以污泥中脱氢酶活性为生化指标,对不同浓度酸胁迫下厌氧污泥活性变化进行了研究。通过对胁迫后污泥产氢量及末端产物进行对比。结果表明,酸胁迫后污泥产氢量有一定增加,其中乙酸和丁酸胁迫效果最好,较对照组提高了近一倍;末端产物分析研究表明,不同的有机酸胁迫后,其产量在发酵过程中都有一定的增加,而乙酸含量在酸胁迫后都有不同程度的提高。     

合成气厌氧发酵生产有机酸和醇的研究进展

合成气来自于煤、石油、生物质和有机废物的气化,其主要成份为CO、H2和CO2。研究发现某些厌氧菌能利用合成气生成乙醇、乙酸、丁醇和丁酸等燃料和化学品。由于生物转化所具有的优势,合成气厌氧发酵被认为是一项极具潜力和竞争力的技术,在生物质及有机废物的利用方面将发挥重要作用。对厌氧发酵合成气生产有机酸和醇的研究进展,包括利用合成气产有机酸和醇的微生物,合成气发酵的代谢途径和关键酶（一氧化碳脱氢酶/乙酰辅酶A合成酶）及用于合成气发酵的反应器等进行了综述,并对该项技术的发展提出了一些建议。     

玉米芯发酵法生物制氢

在批式培养试验中, 以牛粪堆肥为天然产氢菌源, 玉米芯为底物, 通过厌氧发酵生产氢气。系统考察了底物预处理条件、初始pH值和底物浓度对玉米芯产氢能力的影响。在初始pH 8.0, 1.0%盐酸预处理底物30 min, 底物浓度10 g/L的最佳产氢条件下, 玉米芯最大产氢能力〔每克TVS（总挥发性固体物）产氢量〕和最大产氢速率（每克TVS每小时产氢量）分别为107.9 mL /g、4.20 mL/g·h-1。玉米芯经酸预处理后半纤维素含量由42.2%下降至3.0%, 而酸预处理的玉米芯产氢前后纤维素、半纤维素和木质素含量只有少量变化。产氢菌主要用酸预处理产生的可溶性糖产氢, 故底物的酸预处理对玉米芯的发酵产氢非常重要。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析显示酸预处理和产氢过程中玉米芯的特征峰发生变化, 酸预处理过程降解了底物纤维素的无定形区和半纤维素, 产氢微生物对纤维素的结晶区有破坏作用。     

利用SAS软件优化L-乳酸发酵培养基

利用SAS软件中二水平设计和响应面分析法较系统地研究了乳酸菌(Lactobacillussp.)M7发酵培养基,得到了在一定条件下乳酸产量随牛肉膏、柠檬酸二铵、吐温80含量的变化规律,并根据分析结果优化了发酵培养基,简化了基本配方,产量可提高15％。     

玉米芯发酵法生物制氢

在批式培养试验中, 以牛粪堆肥为天然产氢菌源, 玉米芯为底物, 通过厌氧发酵生产氢气。系统考察了底物预处理条件、初始pH值和底物浓度对玉米芯产氢能力的影响。在初始pH 8.0, 1.0%盐酸预处理底物30 min, 底物浓度10 g/L的最佳产氢条件下, 玉米芯最大产氢能力〔每克TVS（总挥发性固体物）产氢量〕和最大产氢速率（每克TVS每小时产氢量）分别为107.9 mL /g、4.20 mL/g·h-1。玉米芯经酸预处理后半纤维素含量由42.2%下降至3.0%, 而酸预处理的玉米芯产氢前后纤维素、半纤维素和木质素含量只有少量变化。产氢菌主要用酸预处理产生的可溶性糖产氢, 故底物的酸预处理对玉米芯的发酵产氢非常重要。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析显示酸预处理和产氢过程中玉米芯的特征峰发生变化, 酸预处理过程降解了底物纤维素的无定形区和半纤维素, 产氢微生物对纤维素的结晶区有破坏作用。     

一株琥珀酸产生菌的筛选及鉴定

从牛的瘤胃中筛选获得一株能发酵生产琥珀酸的兼性厌氧菌。对其进行生理生化特性鉴定及16S rRNA基因分析。该菌株短杆状,无鞭毛,革兰氏染色阴性,V-P反应阴性,能发酵多种糖类产酸;其16S rRNA基因与琥珀酸放线杆菌的同源性高达99．8%,认为属于琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes),并将其命名为琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes)SW0580,保藏号CGMCC 1593。初步发酵试验表明该菌能发酵60g/L葡萄糖产生25．8g/L的丁二酸。     

生物强化污泥厌氧发酵产酸研究进展*

污泥厌氧发酵生产挥发性脂肪酸相较产甲烷,是更具应用价值的污泥稳定途径及资源化利用方式,得到国内外学者的普遍重视。考虑到产酸量低和产酸过程的不稳定性是限制污泥发酵产酸的主要问题,采用生物强化方法实现挥发性脂肪酸的大量积累,与物理和化学方法相比,具有成本低、无二次污染等优点。根据生物强化制剂的类型,归纳了微生物纯培养物、微生物混合培养物及生物酶强化对污泥厌氧发酵产酸的影响,并在此基础上对生物强化技术控制污泥定向产酸、调控奇偶数碳比率等方面的应用进行讨论。此外,分析了影响挥发性脂肪酸产量和组分的因素,如pH、温度、底物、水力停留时间和污泥龄等。最后对生物强化技术的发展方向进行了展望,以期为深入探究污泥资源化利用提供借鉴。     

响应面分析法优化(R)-扁桃酸发酵培养基

采用响应面分析法对Bacillussp.HB20菌株合成(R)-扁桃酸的培养基成分进行优化。首先利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响(R)-扁桃酸产率的三个主要因素:麦芽糖、蛋白胨和牛肉膏。在此基础上用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法进行回归分析。结果表明,麦芽糖、蛋白胨和牛肉膏浓度与(R)-扁桃酸产率存在显著的相关性,通过求解回归方程得到最佳质量浓度:蛋白胨11.507g/L,牛肉膏6.708g/L,麦芽糖10.907g/L,(R)-扁桃酸产率理论最大值达到66.87%。经模型验证,预测值与验证试验平均值接近,在优化条件下(R)-扁桃酸产率提高了25.87%。