高温条件下合成气混菌发酵的微生物转化机制研究
发布时间：2022-01-16 05:19
合成气作为一类混合气体,其组分主要包括CO、H2和CO2,来源广泛。合成气微生物转化生产高附加值的生物燃料和生物化学品已引起人们关注并开展了相关研究,混菌发酵技术由于其独特的优势也引起人们的重视。微生物菌群作为合成气发酵的酶催化介质,其转化机制对提高合成气生物转化效率至关重要。本研究以牛粪为接种物,高温条件下分别以CO、H2/CO2、甲酸钠和合成气为基质进行富集培养,研究富集物对以上合成气组分及其中间产物的生物转化过程及其微生物群落结构差异;继而对以上富集物进行复配,研究复配物对合成气的生物转化效果及其种群演替规律;并从富集物中筛选得到了主要菌群为Moorella thermoautotrophica、Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum和Moorella perchloratireducens的已知混菌,进一步探究了其H2/CO2、CO和合成气生物转化效率及微生物代谢活性。主要结果和结论如下:（1）牛粪为...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
同型产乙酸菌的W-L代谢途径[2]
22、甲酸钠和合成气为底物进行连续转接培合成气转化菌群。在富集过程中测定气体的消耗及产物的生成情况，并对关键fhs、codh）进行定量，分析不同基质条件下的产乙酸途径以及微生物群落结构变（2）复配 CO、H2/CO2、甲酸钠富集物的合成气高温发酵及其种群演替规律将 CO 富集物与 H2/CO2和甲酸钠富集物进行复配，研究不同复配物对合成气力和转化效果。在合成气发酵过程中监测不同混培物的合成气消耗规律和产物；分析富集物在合成气转化过程中代谢途径的变化；对微生物群落结构进行混培物的微生物群落结构的演替规律。（3）Thermoanaerobacterium-Moorella 混培物的合成气高温转化研究本研究以 H2/CO2为唯一基质通过厌氧滚管法对同型产乙酸菌进行分离筛选，次平板划线纯化，最终仅得到一种以 H2/CO2为基质进行生长的混培物。构建并进行系统发育分析，确定该混培物的微生物组成；进一步探究了其 CO、合成O2生物转化效率和微生物代谢活性。3 技术路线牛粪样品
图 2-1 CO（A）、H2/CO2（B）、甲酸钠（C）和对照组（D）的气体利用情况Fig. 2-1 The utilization of gas for each transfer under CO (A), H2/CO2(B), formate (C) and control (D)incubation对于甲酸钠组（图 2-1 C），前 2 个阶段有大量的 CO2产生，分别为 12.37 和 7.56mmol/L。从第二阶段开始 H2的产生量有所增加，最高时的浓度分别为 8.27、5.08、6.10和 5.68 mmol/L。甲酸钠组产生的 H2在达到最大值后即出现快速消耗，最后基本为 0mmol/L。对照组除了在前两阶段有较多的 CO2产生外，在后续的培养中只产生少量的气体。前期产生的 CO2，可能是牛粪中的有机质被异养微生物降解所释放的。2.3.2 CO、H2/CO2、甲酸钠条件下产物生成情况在所有实验组中，乙酸和乙醇是气体发酵的主要产物（图 2-2）。对于 CO 组（图 2-2 A），乙酸在前 2 阶段具有最大累积量分别为 24.01 mmol/L 和 18.84 mmol/L，在随后的发酵实验中乙酸的产量基本维持在 5.03-8.51 mmol/L 左右。乙醇的产量在 5 次转接实验中的产量分别为 11.67、21.61、20.61、11.33 和 12.70mmol/L，乙醇成为最主要的代谢产物。H2/CO2组（图 2-2 B），乙酸的累积量分别为 9.98、9.51、6.14、10.59 和 10.84
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同生境微生物转化H2/CO2产乙酸及其在合成气发酵中应用（英文）[J]. 田淼,张丽娟,符波,刘宏波,张汝兵,刘和. 微生物学通报. 2017(07)
[2]同型产乙酸菌富集物的群落解析及转化合成气产乙酸[J]. 张丽娟,符波,罗衎,刘和. 应用与环境生物学报. 2014(06)
[3]利用亨盖特厌氧滚管技术检测双歧杆菌制品中的活菌数[J]. 李平兰,张箎. 食品科学. 1999(02)
本文编号：3592013
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
同型产乙酸菌的W-L代谢途径[2]
22、甲酸钠和合成气为底物进行连续转接培合成气转化菌群。在富集过程中测定气体的消耗及产物的生成情况，并对关键fhs、codh）进行定量，分析不同基质条件下的产乙酸途径以及微生物群落结构变（2）复配 CO、H2/CO2、甲酸钠富集物的合成气高温发酵及其种群演替规律将 CO 富集物与 H2/CO2和甲酸钠富集物进行复配，研究不同复配物对合成气力和转化效果。在合成气发酵过程中监测不同混培物的合成气消耗规律和产物；分析富集物在合成气转化过程中代谢途径的变化；对微生物群落结构进行混培物的微生物群落结构的演替规律。（3）Thermoanaerobacterium-Moorella 混培物的合成气高温转化研究本研究以 H2/CO2为唯一基质通过厌氧滚管法对同型产乙酸菌进行分离筛选，次平板划线纯化，最终仅得到一种以 H2/CO2为基质进行生长的混培物。构建并进行系统发育分析，确定该混培物的微生物组成；进一步探究了其 CO、合成O2生物转化效率和微生物代谢活性。3 技术路线牛粪样品
图 2-1 CO（A）、H2/CO2（B）、甲酸钠（C）和对照组（D）的气体利用情况Fig. 2-1 The utilization of gas for each transfer under CO (A), H2/CO2(B), formate (C) and control (D)incubation对于甲酸钠组（图 2-1 C），前 2 个阶段有大量的 CO2产生，分别为 12.37 和 7.56mmol/L。从第二阶段开始 H2的产生量有所增加，最高时的浓度分别为 8.27、5.08、6.10和 5.68 mmol/L。甲酸钠组产生的 H2在达到最大值后即出现快速消耗，最后基本为 0mmol/L。对照组除了在前两阶段有较多的 CO2产生外，在后续的培养中只产生少量的气体。前期产生的 CO2，可能是牛粪中的有机质被异养微生物降解所释放的。2.3.2 CO、H2/CO2、甲酸钠条件下产物生成情况在所有实验组中，乙酸和乙醇是气体发酵的主要产物（图 2-2）。对于 CO 组（图 2-2 A），乙酸在前 2 阶段具有最大累积量分别为 24.01 mmol/L 和 18.84 mmol/L，在随后的发酵实验中乙酸的产量基本维持在 5.03-8.51 mmol/L 左右。乙醇的产量在 5 次转接实验中的产量分别为 11.67、21.61、20.61、11.33 和 12.70mmol/L，乙醇成为最主要的代谢产物。H2/CO2组（图 2-2 B），乙酸的累积量分别为 9.98、9.51、6.14、10.59 和 10.84
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同生境微生物转化H2/CO2产乙酸及其在合成气发酵中应用（英文）[J]. 田淼,张丽娟,符波,刘宏波,张汝兵,刘和. 微生物学通报. 2017(07)
[2]同型产乙酸菌富集物的群落解析及转化合成气产乙酸[J]. 张丽娟,符波,罗衎,刘和. 应用与环境生物学报. 2014(06)
[3]利用亨盖特厌氧滚管技术检测双歧杆菌制品中的活菌数[J]. 李平兰,张箎. 食品科学. 1999(02)
本文编号：3592013
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3592013.html
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