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微晶纤维素降解产氢菌群的驯化及其发酵工艺优化
来源:导入 阅读量: 0 发表时间: 2026-10-27
作者: 刘前进, 李甜甜, 万帅, 陈彪, 张洁, 蔡莉莉, 李耀光, 张元浩, 巩笑楠, 张靖楠, 臧翔宇
关键词: 微晶纤维素;牛粪堆肥;菌群驯化;氢气;发酵工艺;响应面法
摘要:

为了提高纤维素发酵产氢效率,该研究以微晶纤维素为限制性底物,牛粪堆肥为菌源,经过富集驯化培养获得可以高效降解纤维素产氢的嗜温产氢菌群,采用高通量测序技术对驯化菌群的细菌菌群结构进行分析,并在单因素试验的基础上,通过响应面试验优化发酵工艺。结果表明,经过30轮富集驯化培养获得了可以高效降解纤维素产氢的嗜温产氢菌群。驯化前后菌群结构和数量发生明显变化,主要细菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),主要细菌属为梭菌属(Clostridium)、厌氧细杆菌属(Anaerofilum)和假单胞菌属(Pseudomonas),发酵体系内形成了纤维素降解菌、发酵产氢菌和纤维素降解产氢菌之间的生长协同作用,有效提高了纤维素降解和氢气的产生。驯化菌群发酵微晶纤维素产氢的最佳发酵工艺为碳酸氢铵质量浓度2.5 g/L、磷酸二氢钾质量浓度1.8 g/L、营养液添加量8.2 mL/L,在此优化条件下最大氢气产量可达(267.50±0.50) mL/g。

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