专利名称:一种富集培养同型产乙酸菌的方法同型产乙酸菌是一类能够利用厌氧乙酰CoA途径将C02/C0和吐还原为乙酸的厌氧微生物,最显著的特点在于将1分子葡萄糖生成3分子乙酸,理论产量达100%。同型产乙酸菌是一种分布极广、形态差异极大的微生物,既可以自养生活又可以异养生活,在厌氧污泥中占总微生物量的3 11% ;至今为止,已在各种厌氧生境中分离到近20个属,超过 100种不同生理特性的同型乙酸菌,生存条件各不相同。它每年大约生成1013kg乙酸,占整个厌氧产乙酸体系的10 %,因此同型产乙酸菌在全球碳循环过程中占据一个非常重要的地位,也具有应用于工业的巨大潜力。同型产乙酸菌具有诸多工业化的优势如代谢产物广(乙酸、丙酮酸、乙醇、乳酸等),都是有用的基本有机化工原料;对生存条件要求不是很高,适于厌氧生长但又能耐受一定的氧分压;在异养生长的同时能利用厌氧乙酰辅酶A途径还原部分二氧化碳,使二氧化碳减量化、资源化。因此富集和定向培养污泥中的同型产乙酸菌具有重大的意义。对于同型产乙酸菌的富集已有很多报道,但是大多是纯菌培养。纯菌培养具有成本高、操作困难、培养菌种相对单一等特点。在混菌培养同型产乙酸菌领域中,Ryan P(Ryan P, Forbes C, McHugh S.Enrichment of acetogenic bacteria in high rate anaerobic reactors under mesophilicand thermophilic conditions. Water research,2010,44 4261-4269)等利用蔗糖、乙酸、香草酸钠和甲酸钠对厌氧污泥在中温和高温条件下富集同型产乙酸菌,并比较两种条件下的富集效果,此实验是在未抑制甲烷菌活性条件下进行的, 整个培养过程经过588天完成,对富集效率和数量方面未作具体说明。因此在抑制产甲烷条件、简化培养手段、缩短培养时方面需要做进一步研究。
本发明的目的是提供一种在抑制产甲烷条件下,利用甲酸钠的投加,选择性地富集培养厌氧污泥中同型产乙酸菌的方法。其理论基础是同型产乙酸菌可通过乙酰辅酶A途径对甲酸钠进行优先利用,在混菌培养过程中,具有竞争优势。技术方案首先驯化厌氧污泥,是产酸微生物占主要地位,然后加热污泥,杀灭产甲烷菌,再将污泥活化,最后在添加BES抑制产甲烷菌活性的条件下,通过葡萄糖为碳源的扩大培养和甲酸钠为碳源的选择性富集培养逐步完成对同型产乙酸菌的富集。本发明的有益效果本发明采用在反应器中投加甲酸钠,使同型产乙酸菌逐步得到富集。此方法一方面可以使厌氧污泥中的同型产乙酸菌比例增加,为同型产乙酸菌产生具有各种经济价值的终产物提供有利条件;另一方面,对混菌培养微生物提供了一种方法;同时,可以利用培养的污泥吸收(X)2减少温室气体排放,使其资源化。 图1甲酸钠利用率A.第一阶段 B.第二阶段 C.第三阶段
本发明公开了一种富集培养同型产乙酸菌的方法,在抑制产甲烷条件下,以甲酸钠为碳源,对厌氧污泥中同型产乙酸细菌进行选择性培养,通过调整甲酸钠浓度,可实现厌氧污泥中同型产乙酸菌的富集。本发明以甲酸钠为碳源,以BES为产甲烷抑制剂,在UASB反应器中,对经过酸化驯化的厌氧污泥进行中温厌氧选择性培养。当甲酸钠投加量为1.3g/L~13g/L,BES投加量为30~50mmol/L,初始pH为7±0.5,经过一段时间的连续培养,同型产乙酸菌数目扩大了两个数量级。此结论对研究同型产乙酸菌的培养有重要作用,并为混菌条件下培养某种共同特质的微生物提供了参考。
一种富集培养同型产乙酸菌的方法
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