[發(fā)明專利]一種提高光合細(xì)菌產(chǎn)氫速率、產(chǎn)量的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710043028.3
• 申請(qǐng)日: 2007-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN101333504A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱亦辰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市上海中學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;C12P3/00;C02F3/34
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 吳澤群

技術(shù)領(lǐng)域

能源和環(huán)境是人類目前面臨的兩大問(wèn)題。氫氣是未來(lái)最理想的綠色能源。在自然界中， 許多微生物可以在其代謝過(guò)程中將水或碳水化合物中的氫質(zhì)子轉(zhuǎn)化為氫氣，在此基礎(chǔ)上形成 的生物產(chǎn)氫技術(shù)有可能使人類擺脫石油危機(jī)并告別燃油汽車排放污染。從產(chǎn)氫速率、碳水化 合物產(chǎn)氫轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)物純化難易來(lái)看，光合細(xì)菌是最有應(yīng)用前景的類群之一。光合放氫可 以利用多種有機(jī)酸，其產(chǎn)氫過(guò)程將清潔能源的獲得、光能的利用和治理有機(jī)污染物三者有機(jī) 地結(jié)合在一起。

但要將光合產(chǎn)氫技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)并滿足人類對(duì)能源日益增長(zhǎng)的的需求，仍需進(jìn)一步 提高光合細(xì)菌產(chǎn)氫的效率，并尋找合適的廢水作為較廉價(jià)的碳源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是為了提供一種提高光合細(xì)菌產(chǎn)氫速率、產(chǎn)量的方法，通過(guò)改變光合 細(xì)菌產(chǎn)氫的培養(yǎng)基、引入適當(dāng)?shù)蔫F、鉬離子以提高產(chǎn)氫效率并降低成本。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

一種提高光合細(xì)菌產(chǎn)氫速率、產(chǎn)量的方法，其步驟如下：

a)選擇菌種

選用的類球紅細(xì)菌(Rhodobacter?sphearoides)SH-2菌株；由中科院上海生命科學(xué)院 植物生理生態(tài)研究所分子微生物開放實(shí)驗(yàn)室提供。它可以利用蘋果酸、乙酸、丁酸等進(jìn)行厭 氧光照放氫。

b)細(xì)胞培養(yǎng)

RCVB培養(yǎng)基由適量的碳源，氮源，基本鹽，磷酸緩沖液，維生素組成。調(diào)pH值至7.00； 接入種子液，培養(yǎng)溫度30±2攝氏度，在搖床上以160r/min培養(yǎng)1-2天。

c)微量元素的加入

在培養(yǎng)基中加入適量的鉬離子及鐵離子。

d)廢水處理

將生活污泥、變質(zhì)牛奶或釀造廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后加入基本鹽，維生素，磷酸緩沖液，L- 谷氨酸，調(diào)pH值至7.00，滅菌。

研究表明，光合細(xì)菌的固氮酶是鐵硫蛋白，是一個(gè)氧不穩(wěn)定的雙分子，分子很大很復(fù)雜。 活性中心除了含有Fe-S外，還含有Mo-Fe活性中心原子簇。

實(shí)驗(yàn)表明，培養(yǎng)基中鐵、鉬離子濃度明顯影響類球紅細(xì)菌的產(chǎn)氫速率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中鉬離子濃度對(duì)產(chǎn)氫總量的影響折線圖；

圖2為本發(fā)明中鉬離子濃度對(duì)最大產(chǎn)氫速率的影響折線圖；

圖3為本發(fā)明鉬離子濃度與產(chǎn)氫后的OD值關(guān)系圖；

圖4為本發(fā)明中鐵離子濃度對(duì)產(chǎn)氫總量的影響折線圖；

圖5為本發(fā)明中鐵離子濃度對(duì)最大產(chǎn)氫速率的影響折線圖；

圖6為本發(fā)明鐵離子濃度與產(chǎn)氫后的OD值關(guān)系圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)。

本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)以下方法測(cè)試：

a)選擇菌種

選用的類球紅細(xì)菌(Rhodobacter?sphearoides)SH-2菌株；由中科院上海生命科學(xué)院 植物生理生態(tài)研究所分子微生物開放實(shí)驗(yàn)室提供。它可以利用蘋果酸、乙酸、丁酸等進(jìn)行厭 氧光照放氫。

b)細(xì)胞培養(yǎng)

每1LRCVB培養(yǎng)基由碳源(30mM蘋果酸)，氮源(1g?L-谷氨酸)，基本鹽50ml，磷酸緩沖 液7.5ml，維生素1ml組成。調(diào)pH值至7.00；接入種子液，培養(yǎng)溫度30±2攝氏度，在搖床 上以160r/min培養(yǎng)1-2天。

c)微量元素的加入

在培養(yǎng)基中加入不同濃度的鉬離子及鐵離子。其濃度分別為：

Mo⁶⁺(μM)：0，5，10，15，20，30，60，100，3.5

Fe²⁺(μM)：0，20，60，80，100，150，200，300，42

d)廢水處理

將生活污泥、變質(zhì)牛奶或釀造廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后加入基本鹽，維生素，磷酸緩沖液，L- 谷氨酸，調(diào)pH值至7.00，滅菌。

e)廢水中有機(jī)酸的測(cè)定

用島津氣相色譜(Shimadzu，Kyoto，Japan(FID-氫火焰檢測(cè)器)(毛細(xì)管柱)， 進(jìn)樣量10μL，進(jìn)樣溫度為250℃，柱溫80℃，檢測(cè)器溫度為260℃。

f)產(chǎn)氣量測(cè)定