一株丁酸梭菌的分離及其發(fā)酵纖維素產(chǎn)酸影響因素研究.pdf

1、為開發(fā)降解纖維素發(fā)酵產(chǎn)丁酸菌的種子資源,從牛糞、豬糞堆肥、玉米地土壤和腐木混合物的富集樣品中分離得到一株厭氧降解纖維素產(chǎn)丁酸菌。該菌株細(xì)胞呈桿狀,長9-12μm,直徑3μm,在分類上屬于丁酸梭菌(Clostridiumbutyricum),命名為C.ButyricumDCB。本實驗采用Logistic和Leudeking-piret模型研究了菌株DCB的增殖與代謝動力學(xué)特征。在35℃條件下,菌株DCB在纖維二糖液體培養(yǎng)基和葡萄糖液體培養(yǎng)

2、基中的最大比生長速率分別為0.6536和0.4359h-1,世代時間分別為1.06和1.59h,纖維二糖和葡萄糖降解速率分別為0.1和0.2g/L·h,乙酸生成速率分別為0.036和0.02g/L·h,丁酸生成速率為0.06和0.02g/L·h,有機揮發(fā)酸(VFAs)生成速率分別為0.096和0.03g/L·h。
　　菌株DCB以微晶纖維素為底物,以NH4Cl為氮源進(jìn)行發(fā)酵,在20℃條件下其活性受到抑制但能夠生長,此時菌體選擇能夠

3、產(chǎn)生更多能量的乙酸代謝途徑,產(chǎn)生的能量主要用來滿足菌體在不良環(huán)境下的生長需要;在50℃條件下菌體活性完全受到抑制停止生長。在35℃、初始pH6.5和以NH4NO3為氮源條件下,菌株DCB以微晶纖維素為底物的發(fā)酵產(chǎn)酸效能最佳,VFAs產(chǎn)率最高達(dá)到0.033g/g,乙酸和VFAs產(chǎn)量分別為0.21和0.45g/L,丁酸占VFAs的60％。以(NH4)2SO4替代NH4NO3為氮源時,菌株DCB以微晶纖維素為底物的丁酸轉(zhuǎn)化率和丁酸產(chǎn)率分別可高

4、達(dá)到0.22和0.027g/g,但系統(tǒng)的丁酸累積量僅為0.27g/L,乙酸和VFAs累積量分別為0.11和0.39g/L,丁酸占VFAs的71%。在35℃條件下,菌株DCB可以利用的纖維素類底物包括微晶纖維素、預(yù)處理稻草、濾紙和未處理稻草,其中對預(yù)處理的稻草降解能力最強但VFAs轉(zhuǎn)化率相對較低,對未處理的稻草的降解能力較差但VFAs轉(zhuǎn)化率相對較高,對濾紙的降解能力和VFAs轉(zhuǎn)化率均較低。
　　如何進(jìn)一步提高菌株DCB對纖維素的丁酸