正丁醇發(fā)酵中厭氧纖維素降解菌的篩選及初步鑒定.pdf

1、丁醇在能量密度上與汽油相近,可直接用于現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī),燃燒后不產(chǎn)生污染環(huán)境的硫氧化物和氮氧化物,被認(rèn)為是一種理想的新型生物能源,有望在不遠(yuǎn)的將來在一定程度上替代傳統(tǒng)的化石燃料。纖維素類生物質(zhì)資源是自然界中最豐富的可再生資源之一,我國(guó)每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈數(shù)量可觀,且大部分沒有得到合理的利用。如果能將這些生物質(zhì)資源有效利用起來,有目的性地降解,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為丁醇,這將極大的降低生產(chǎn)丁醇的成本,使大規(guī)模生產(chǎn)燃油丁醇成為可能,這將在一定程度上緩解當(dāng)

2、前緊張的能源短缺局面。
　　本研究致力于篩選在中溫厭氧條件下降解纖維素的微生物復(fù)合菌系和菌株,并與產(chǎn)丁醇菌復(fù)配構(gòu)建一個(gè)將纖維素轉(zhuǎn)化為丁醇的共培養(yǎng)體系。采用富集馴化篩選方法,從新鮮牛糞中篩選獲得一個(gè)在厭氧條件下高效降解纖維素的N3復(fù)合菌系。該復(fù)合菌系在濾紙纖維素培養(yǎng)基中經(jīng)5d培養(yǎng)后,纖維素降解率達(dá)到63.35％。以纖維素為唯一碳源,從N3復(fù)合菌系中分離出5株單菌株,編號(hào)分別為N3-1,N3-2,N3-3,N3-4和N3-5。其中菌株

3、N3-2的纖維素降解性能優(yōu)于其他菌株,對(duì)菌株N3-2的鑒定表明,其屬于革蘭氏陽(yáng)性菌,產(chǎn)芽孢,能利用纖維素、木糖等多種碳水化合物生長(zhǎng)的梭狀桿菌,16SrDNA分子鑒定進(jìn)一步表明菌株N3-2與速生梭菌(C.celevecrescens)同源性高達(dá)99%。綜合菌株N3-2形態(tài)學(xué)、生理生化特征,結(jié)合其在系統(tǒng)發(fā)育樹上的地位,確定菌株N3-2屬于速生梭菌(C.celevecrescens)。
　　通過比較N3復(fù)合菌系與從該復(fù)合菌系中分離出的5

4、株單菌株及由這5株單菌株以等比例混合的復(fù)合體系對(duì)纖維素的降解效果,結(jié)果表明N3復(fù)合菌系的纖維素降解效果明顯優(yōu)于從中分離出來的單菌株及人工組合的復(fù)合菌系,因此,選擇N3復(fù)合菌系與產(chǎn)丁醇菌株構(gòu)建了一個(gè)共培養(yǎng)產(chǎn)丁醇的體系,該體系利用N3復(fù)合菌系降解纖維素產(chǎn)生的小分子糖,供給產(chǎn)丁醇微生物,將纖維素轉(zhuǎn)化為丁醇。共培養(yǎng)體系在N3復(fù)合菌系培養(yǎng)48~72h后接入丙酮丁醇梭菌(C.acetobutylicum)ATCC824,培養(yǎng)基初始pH值為7,濾紙纖