[发明专利]一种丁酸梭菌及其在厌氧发酵产氢中的应用

说明书

本发明公开了属于生物工程技术领域的一种丁酸梭菌及其在厌氧发酵产氢中的应用。所述的丁酸梭菌的菌株为INET1，分类命名为Clostridium butyricum，在中国普通微生物菌种保藏管理中心的保藏号为CGMCC1.5199。所述的丁酸梭菌从经5kGy伽马辐照处理后的厌氧消化污泥中分离得到，是一株新的具有产氢能力的丁酸梭菌。所述的丁酸梭菌具有生长迅速，产氢效率高等优点；能以葡萄糖、乳糖、蔗糖、甘油等多种有机物为底物产氢，为利用实际有机废物高效产氢提供基础。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，特别涉及一种丁酸梭菌及其在厌氧发酵产氢中的应用。

背景技术

氢气具有燃烧热值高，储存、运输方便，燃烧无污染和方便转化为电能等特点，不仅在工业中具有广泛的应用，也是一种高效、安全、环保的能源形式。氢气在未来社会的应用中颇具发展潜力。

目前，工业生产中用到的氢气90％以上来自传统的氢气制备方法，如碳氢化合物的蒸汽重组，化石燃料的非催化部分氧化，水的电解等。然而，这些方法耗能高、且高度依赖化石燃料。通过传统方法制备的氢气，很难满足我们对清洁能源的需求。为了最大程度发挥氢气的环境效益，生物发酵制氢法受到了人们的关注。生物发酵制氢法具有反应条件温和、耗能低、底物来源广等优点。将有机废物作为生物发酵产氢的底物，还可以实现有机废物资源化。

目前，生物发酵产氢存在产氢速率低、底物利用不彻底等问题，这些都限制了发酵制备氢气的工业化发展。为了提升产氢系统的产氢能力，很多研究主要从优化底物性质、改良发酵装置等方面着手。针对产氢微生物菌种改良与筛选的研究，还比较少见。暗发酵法生物制氢的主体是系统中的产氢微生物，常用的微生物菌群包括严格厌氧的梭菌属(Clostridium)，兼性厌氧的肠杆菌属(Enterobacter)和埃希氏菌属(Escherichia)等。其中，以梭菌的产氢能力最强，但报道中其可利用的底物局限性较大，难以适应对实际废物中各类复杂有机物的利用。因此，对新型梭菌的筛选和产氢优化的研究，是十分必要的。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺点，其目的在于提供一种丁酸梭菌及其在厌氧发酵产氢中的应用。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种丁酸梭菌，所述丁酸梭菌菌株为INET1，分类命名为Clostridium butyricum，在中国普通微生物菌种保藏管理中心的保藏号为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学特性为：菌株在36℃厌氧条件下培养24h，菌株生长良好，可形成表面光滑、有凸起、边缘整齐的乳白色菌落，菌落直径为3-4mm；菌株革兰氏染色呈阳性、严格厌氧；显微镜下细胞形态呈梭形，两端钝圆、中部轻度膨胀，有芽孢，无鞭毛。

所述的丁酸梭菌在厌氧发酵产氢中的应用。

所述丁酸梭菌在厌氧条件下发酵产氢的步骤为：

将丁酸梭菌从分离培养基上接种至富集培养基中，在35-38℃，80-120r/min条件下厌氧培养至菌株生长的对数期；

将培养至生长对数期的丁酸梭菌以5-30％的接种比接入初始pH＝5-10的发酵培养基中，在温度25-40℃，80-120r/min条件下厌氧发酵20-48h产氢；

所述富集培养基的组分为：葡萄糖50g/L，蛋白胨10g/L，酵母粉0.5g/L，营养液10mL/100mL；

所述的分离培养基为含15％琼脂的发酵培养基；

所述发酵培养基的组分为：有机物5-20g/L，营养液10mL/100mL；