[發明專利]一種丁酸梭菌及其在厭氧發酵產氫中的應用

有效

• 申請號: 201510828896.7
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105462874B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 王建龍;陰亞楠
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P3/00;C12R1/145
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

本發明公開了屬于生物工程技術領域的一種丁酸梭菌及其在厭氧發酵產氫中的應用。所述的丁酸梭菌的菌株為INET1，分類命名為Clostridium butyricum，在中國普通微生物菌種保藏管理中心的保藏號為CGMCC1.5199。所述的丁酸梭菌從經5kGy伽馬輻照處理后的厭氧消化污泥中分離得到，是一株新的具有產氫能力的丁酸梭菌。所述的丁酸梭菌具有生長迅速，產氫效率高等優點；能以葡萄糖、乳糖、蔗糖、甘油等多種有機物為底物產氫，為利用實際有機廢物高效產氫提供基礎。

技術領域

本發明屬于生物工程技術領域，特別涉及一種丁酸梭菌及其在厭氧發酵產氫中的應用。

背景技術

氫氣具有燃燒熱值高，儲存、運輸方便，燃燒無污染和方便轉化為電能等特點，不僅在工業中具有廣泛的應用，也是一種高效、安全、環保的能源形式。氫氣在未來社會的應用中頗具發展潛力。

目前，工業生產中用到的氫氣90％以上來自傳統的氫氣制備方法，如碳氫化合物的蒸汽重組，化石燃料的非催化部分氧化，水的電解等。然而，這些方法耗能高、且高度依賴化石燃料。通過傳統方法制備的氫氣，很難滿足我們對清潔能源的需求。為了最大程度發揮氫氣的環境效益，生物發酵制氫法受到了人們的關注。生物發酵制氫法具有反應條件溫和、耗能低、底物來源廣等優點。將有機廢物作為生物發酵產氫的底物，還可以實現有機廢物資源化。

目前，生物發酵產氫存在產氫速率低、底物利用不徹底等問題，這些都限制了發酵制備氫氣的工業化發展。為了提升產氫系統的產氫能力，很多研究主要從優化底物性質、改良發酵裝置等方面著手。針對產氫微生物菌種改良與篩選的研究，還比較少見。暗發酵法生物制氫的主體是系統中的產氫微生物，常用的微生物菌群包括嚴格厭氧的梭菌屬(Clostridium)，兼性厭氧的腸桿菌屬(Enterobacter)和埃希氏菌屬(Escherichia)等。其中，以梭菌的產氫能力最強，但報道中其可利用的底物局限性較大，難以適應對實際廢物中各類復雜有機物的利用。因此，對新型梭菌的篩選和產氫優化的研究，是十分必要的。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的缺點，其目的在于提供一種丁酸梭菌及其在厭氧發酵產氫中的應用。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種丁酸梭菌，所述丁酸梭菌菌株為INET1，分類命名為Clostridium butyricum，在中國普通微生物菌種保藏管理中心的保藏號為CGMCC1.5199。

所述丁酸梭菌的16S rDNA基因序列如SEQ ID No.1所示。

所述丁酸梭菌的生物學特性為：菌株在36℃厭氧條件下培養24h，菌株生長良好，可形成表面光滑、有凸起、邊緣整齊的乳白色菌落，菌落直徑為3-4mm；菌株革蘭氏染色呈陽性、嚴格厭氧；顯微鏡下細胞形態呈梭形，兩端鈍圓、中部輕度膨脹，有芽孢，無鞭毛。

所述的丁酸梭菌在厭氧發酵產氫中的應用。

所述丁酸梭菌在厭氧條件下發酵產氫的步驟為：

將丁酸梭菌從分離培養基上接種至富集培養基中，在35-38℃，80-120r/min條件下厭氧培養至菌株生長的對數期；

將培養至生長對數期的丁酸梭菌以5-30％的接種比接入初始pH＝5-10的發酵培養基中，在溫度25-40℃，80-120r/min條件下厭氧發酵20-48h產氫；

所述富集培養基的組分為：葡萄糖50g/L，蛋白胨10g/L，酵母粉0.5g/L，營養液10mL/100mL；

所述的分離培養基為含15％瓊脂的發酵培養基；

所述發酵培養基的組分為：有機物5-20g/L，營養液10mL/100mL；