[发明专利]一株克雷伯氏菌及其在微氧发酵产氢中的用途

说明书

技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一种克雷伯氏菌HPB及其在微氧条件下以甘露醇为碳源的微生物制氢方法中的用途。 

背景技术

氢气作为一种应用范围广，无污染，热值高的替代能源，已经在世界上引起高度重视。而生物制氢技术具有不产生二次污染，消耗能量少等优点，正越来越受到人们的青睐。生物制氢技术主要包括利用光合方法制氢和发酵方法制氢。但因光合微生物利用光能产氢的效率十分有限，使得单独利用光合微生物实现商业化产氢有很大的难度。而微生物发酵法产氢具有无需光照，产氢量稳定，速率高等优点，其应用前景显得更为广阔。 

目前，国内外有大量的文献报道了利用微生物厌氧发酵产氢的方法，如：Yokio等利用耐酸菌-气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)BY-29厌氧条件下发酵葡萄糖产氢，王凯军等利用产气肠杆菌HU-101，以及任南琪等筛选利用哈工大产乙醇杆菌B49(Ethanologenbacterium hit B49)进行了大量的厌氧产氢实验，他们都是在完全厌氧条件下通过改变PH、温度，充入其他不同气体等培养方法使其具有最大产氢效率。另外还有很多微生物发酵产氢方面的专利，如：中国专利CN 1488758A 03126345.3、CN 1088185A92114477.1以及美国发明专利US 5464539等，这些专利同样都无一例外的利用完全厌氧的方式发酵农业秸秆或者有机废水产氢，通过改变菌种或者发酵工艺流程提高产氢效率，也同样面临发酵效率的问题，且都还不能实现商业化产氢。因而还需要进一步筛选产氢效率更高、适应能力更强的新菌种，改进发酵条件比如利用部分有氧发酵的方法使一部分有机物完全降解，为生物产氢提供更多的能量和还原力，从而进一步提高产氢效率，并最终实现商业化生产。 

对大多数产氢细菌来说氧气是不利因子，过高的氧气浓度会严重影响氢酶以及固氮酶的生物活性，严重影响产氢，故利用一般的细菌在有氧条件下产氢并不能达到较好的效果。但是很明显，如果产氢微生物能首先进行有氧呼吸，产生更多的能量和还原力，进而在微氧或者厌氧条件下进行 发酵产氢，会明显提高微生物的产氢能力，然而以氧气作为重要影响因子研究对产氢影响的文献并不多见，其中龙敏南等筛选的Klebsiella oxytocaHP1可以在一定氧气浓度下产氢，但是这株细菌以葡萄糖为碳源，只有在完全厌氧下才能获得最高产氢效率，随着氧气浓度的增加(0-10％)，产氢率从1.0molH₂/mol葡萄糖下降到0.06molH₂/mol葡萄糖。 

发明内容

本发明的目的是提供一株克雷伯氏菌(Klebsiella sp.)，该菌能在微氧条件下发酵产氢。 

本发明另一目的是提供一种以微量利用氧气，以甘露醇为碳源的产氢的实用方法，解决在非严格厌氧条件下微生物发酵产氢的问题，提高底物利用率进而提高氢气产量。 

本发明提供的利用微量氧气产氢的微生物HPB是一株克雷伯氏菌(Klebsiella sp.)，已于2008年1月2日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心(简称CGMCC)，保藏号为CGMCC No.2317。克雷伯氏菌HPB菌落大，乳白色，半透明，光滑湿润，粘液状，该菌株经形态、生理生化特征和16S rRNA基因序列同源性分析，鉴定为克雷伯氏菌(Klebsiella sp.)。该菌的生理生化特征如表1。其16S rRNA基因序列已提交美国NCBI数据库注册(Accession No：EU368116)。 

表1克雷伯氏菌(Klebsiella.sp)HPB的生理生化特征