[发明专利]一种降解木质纤维素类生物质产氢细菌的筛选方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种产氢细菌的筛选方法。

背景技术

能源短缺和环境污染是人类面临的重大挑战，生物制氢技术是解决这一问题的重要手段之一，氢气作为清洁可再生能源已成为当今能源和环境领域中的热点研究。降解木质纤维素类生物质产氢细菌利用秸秆类农林业废弃物产氢，具有产能效率高、能耗低、环保治污、成本低等特点，发展潜力巨大，为处理农林业有机废弃物，实现资源、能源、环境和经济的可持续发展具有现实意义。以往筛选纤维素降解产氢菌时，多从生物制氢反应器中获得菌源，由于生物制氢反应器中的底物多为有机废水，而有机废水对纤维素的针对性较差，所以筛选得到的产氢菌不适合降解木质纤维素产氢工艺。

目前不能够从牛粪堆肥中筛选出降解纤维素的产氢菌，所以樊耀亭等人只能以牛粪堆肥作为天然混合产氢菌来源，通过厌氧发酵制备生物氢气。由于牛粪中含有的重金属和牛自身代谢的有毒物质降低了降解纤维素产氢菌的活性，影响了产氢效果；加之牛粪堆肥中还含有多种不同类型的微生物，因此导致所产生的气体中杂质多，氢气量少的问题，而且产氢工艺难以控制，容易导致其他微生物成为优势菌群，从而影响降解纤维素产氢菌的活力，降低产氢量。

发明内容

本发明的目的是为了解决现在有机废水中筛选得到的产氢菌不适合降解木质纤维素产氢工艺，而且以牛粪堆肥作为天然混合产氢菌来源制备氢气的方法存在产生的气体中杂质多、氢气量少、工艺难以控制的问题，而提供一种降解木质纤维素类生物质产氢细菌的筛选方法。

降解木质纤维素类生物质产氢细菌的筛选方法按以下步骤实现：a、取10g牛粪堆肥样品放入三角瓶中，加入生理盐水和数颗玻璃珠，在摇床上振荡30min，然后取1mL上清液接种于CM3纤维素滤纸培养基中静置培养一周，得菌体富集液；b、取1mL菌体富集液用厌氧的无菌水进行倍比稀释，再接种于CM3纤维素粉末固体培养基中，制成滚管，分离培养5～7天，然后挑取水解透明圈菌落转接于CM3纤维素滤纸培养基中纯化培养3～4天，得纯菌株；c、纯菌株接种于CM3纤维素粉末固体培养基中，制成滚管，分离培养5～7天，然后挑取水解透明圈菌落转接于CM3纤维素滤纸培养基中纯化培养3～4天，再转接于CM3纤维二糖固体培养基中培养至得到单一菌落；d、将单一菌落接种于CM3纤维素粉末液体培养基中，在37℃、130r/min的条件下振荡培养一周后检测气相，有氢气产生的即为降解木质纤维素类生物质产氢细菌；其中步骤a中生理盐水为充入无菌氮气的生理盐水；步骤a中CM3纤维素滤纸培养基是在改良CM3培养基中加入滤纸条；步骤b中CM3纤维素粉固体培养基是在改良CM3琼脂培养基中加入纤维素粉；步骤c中CM3纤维二糖固体培养基是在改良CM3琼脂培养基中加入纤维二糖；步骤d中CM3纤维素粉液体培养基是在改良CM3培养基中加入pH-101纤维素粉。

本发明从牛粪堆肥中筛选得到降解木质纤维素类生物质产氢细菌，为严格厌氧细菌。利用本发明方法得到的菌株在发酵中能够产生氢气，产氢量大、气体中杂质少；由于本发明方法得到的菌株为纯菌株，所以利用其产氢工艺容易控制。本发明方法得到的菌株对纤维素的针对性强，在降解纤维素的同时能够同步产氢，适合应用在降解木质纤维素产氢工艺；本发明中降解木质纤维素类生物质产氢细菌在菌种的一次纯化过程用时为3～4天，而现有技术中需要10天～2周，最后筛选得到纯菌株的时间短，对于可再生生物质资源利用以及环境保护具有重要的理论意义和工程应用价值。

附图说明

图1为筛选所得降解木质纤维素类生物质产氢细菌的电镜图。

具体实施方式