嗜熱厭氧梭菌降解纖維素及產(chǎn)氫特性研究.pdf

1、山東大學(xué)博士學(xué)位論文嗜熱厭氧梭菌降解纖維素及產(chǎn)氫特性研究姓名：劉艷申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：微生物學(xué)指導(dǎo)教師：曲音波20081020山東人學(xué)博I：學(xué)位論義菌GDl7。JN4能有效降解微晶纖維素和濾紙，也可利用玉米芯粉、玉米秸粉、木糖渣等天然底物作為碳源生長，GDl7在富集液中數(shù)量較多，能利用纖維二糖、葡萄糖和木糖生長。通過形態(tài)觀察，生理生化特性和16SrDNA分析進(jìn)行鑒定，確定JN4為熱纖梭菌(Clostridiumthermocellu

2、m)，GDl7為熱解糖高溫厭氧桿菌(Thermoanaerobacteriumthermosaccharolyticum)。2CthermocellumJN4和伴生菌zthermosaccharolyticumGDl7的生長和產(chǎn)氫特性以纖維二糖為碳源，確定了Cthermocellum心4和fthermosaccharolyticumGDl7的最適生長溫度為55～60℃，并進(jìn)行了生長曲線的測定。利用GC和HPLC對發(fā)酵產(chǎn)物的分析表明，Ct

3、hermocellumJN4分解纖維素生成H2、乙酸、乙醇和乳酸，ZthermosaccharolyticumGDl7可利用各種還原糖生成乙酸、乙醇、乳酸和丁酸。CthermocellumJN4可降解微晶纖維素、濾紙，未經(jīng)預(yù)處理的玉米秸粉和玉米芯粉。對CthermocellumJN4的胞外蛋白酶活測定表明，CthermocellumJN4以微晶纖維素為碳源生長時(shí)，發(fā)酵液具有CMC酶活、磷酸膨脹纖維素酶活和微晶纖維素酶活。以纖維二糖為碳源

4、時(shí)，Cthermocellum心4的H2產(chǎn)率(YH：)約為07molH2／mol二糖；以纖維二糖、葡萄糖和木糖為碳源時(shí)，zthermosaccharolyticumGD17的H2產(chǎn)率(YH2)分別為4molH2／mol纖維二糖，22molH2／mol葡萄糖和17molH2／mol木糖。3CthermocellumJN4單獨(dú)培養(yǎng)和與ZthermosaccharolyticumGDl7混合培養(yǎng)利用纖維素生長和產(chǎn)氫的動(dòng)力學(xué)研究以微晶纖維素為碳

5、源，研究了厭氧管內(nèi)CthermocellumJN4單獨(dú)培養(yǎng)和與zthermosaccharoIyticumGDl7混合培養(yǎng)的生長和產(chǎn)氫動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明單獨(dú)培養(yǎng)CthermocellumJN4可有效降解O5％微晶纖維素，生長后期有纖維二糖、葡萄糖的積累，乳酸、乙酸和乙醇的量逐漸增加，到60h達(dá)到穩(wěn)定，產(chǎn)H2能力為O8molH2／mol葡萄糖。加入伴生菌zthermosaccharolyticumGDl7，與CthermocellumJN4