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

1、目前生物制氫技術(shù)已經(jīng)走上工業(yè)化的道路,隨著生物制氫技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,人們?cè)絹碓疥P(guān)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(huì)促進(jìn)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(shí)驗(yàn)室從生物制氫反應(yīng)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(jī)制和細(xì)菌自凝集機(jī)理提供模式菌株,而且在實(shí)際工程中通過投加YUAN-3的生物強(qiáng)化技術(shù),進(jìn)

2、行群落結(jié)構(gòu)快速優(yōu)化,可以大幅度提高系統(tǒng)產(chǎn)氫效率。為進(jìn)一步提高產(chǎn)氫系統(tǒng)的產(chǎn)氫能力,擴(kuò)大YUAN-3的應(yīng)用范圍,本論文展開了L-半胱氨酸對(duì)YUAN-3影響的研究。論文通過考察間歇產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)和連續(xù)產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)兩種培養(yǎng)模式下不同L-半胱氨酸濃度對(duì)YUAN-3的影響。全面分析了L-半胱氨酸對(duì)YUAN-3產(chǎn)氫、生長(zhǎng)和凝集能力的影響。在間歇產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)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(jìn)入生長(zhǎng)期,表現(xiàn)出較高的產(chǎn)氫量和生長(zhǎng)量。L-半胱氨酸促進(jìn)YUAN-3產(chǎn)氫的最佳濃度值為0.8g/L。此時(shí)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(zhǎng)而不是產(chǎn)氫。同時(shí)L-半胱氨酸會(huì)對(duì)自凝集細(xì)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(shí)候,YUAN-3凝集能力穩(wěn)定。純菌種的連續(xù)產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)不僅具有理論意義,同樣對(duì)實(shí)際工程也具有指導(dǎo)意義。通過投加YUAN-3的進(jìn)行產(chǎn)氫系統(tǒng)的生物強(qiáng)化能夠解決實(shí)際工程中面臨的生物量保持難的問題。在連續(xù)產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)中,濃度范圍為0～0.2g/L的L-半胱氨酸濃度對(duì)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(dòng)以及提