L-半胱氨酸對產(chǎn)乙醇桿菌YUAN-3產(chǎn)氫和生長的影響.pdf

1、目前生物制氫技術已經(jīng)走上工業(yè)化的道路,隨著生物制氫技術的不斷發(fā)展和進步,人們越來越關注能夠提高產(chǎn)氫系統(tǒng)產(chǎn)氫能力的影響因素。已有的研究表明L-半胱氨酸會促進產(chǎn)氫產(chǎn)乙醇桿菌B49的產(chǎn)氫能力。產(chǎn)乙醇桿菌YUAN-3(Ethanoligensharbinense)是本實驗室從生物制氫反應器中分離得到的一株具有自凝集能力的高效產(chǎn)氫菌種,不僅為闡述氫醇共生產(chǎn)代謝機制和細菌自凝集機理提供模式菌株,而且在實際工程中通過投加YUAN-3的生物強化技術,進

2、行群落結構快速優(yōu)化,可以大幅度提高系統(tǒng)產(chǎn)氫效率。為進一步提高產(chǎn)氫系統(tǒng)的產(chǎn)氫能力,擴大YUAN-3的應用范圍,本論文展開了L-半胱氨酸對YUAN-3影響的研究。論文通過考察間歇產(chǎn)氫實驗和連續(xù)產(chǎn)氫實驗兩種培養(yǎng)模式下不同L-半胱氨酸濃度對YUAN-3的影響。全面分析了L-半胱氨酸對YUAN-3產(chǎn)氫、生長和凝集能力的影響。在間歇產(chǎn)氫實驗中,考察的L-半胱氨酸濃度范圍為0～2.0g/。L-半胱氨酸在接種初期就可以提供給系統(tǒng)低的氧化還原電位,從而加

3、快YUAN-3產(chǎn)氫發(fā)酵系統(tǒng)穩(wěn)定,快速進入生長期,表現(xiàn)出較高的產(chǎn)氫量和生長量。L-半胱氨酸促進YUAN-3產(chǎn)氫的最佳濃度值為0.8g/L。此時YUAN-3的比產(chǎn)氫率為2.93molH2/mol-glucose,而不添加L-半胱氨酸的情況下,YUAN-3的比產(chǎn)氫率僅為0.61molH2/molglucose。L-半胱氨酸濃度在0.8g/L～2.0g/L范圍內(nèi)更利于YUAN-3的生長而不是產(chǎn)氫。同時L-半胱氨酸會對自凝集細菌YUAN-3的凝集

4、能力產(chǎn)生影響,在L-半胱氨酸濃度位于0.5g/L～2.0g/L的時候,YUAN-3凝集能力穩(wěn)定。純菌種的連續(xù)產(chǎn)氫實驗不僅具有理論意義,同樣對實際工程也具有指導意義。通過投加YUAN-3的進行產(chǎn)氫系統(tǒng)的生物強化能夠解決實際工程中面臨的生物量保持難的問題。在連續(xù)產(chǎn)氫實驗中,濃度范圍為0～0.2g/L的L-半胱氨酸濃度對YUAN-3連續(xù)產(chǎn)氫過程的影響。在連續(xù)產(chǎn)氫工藝中,通過添加0.2g/L的L-半胱氨酸可以獲得YUAN-3產(chǎn)氫的快速啟動以及提