[发明专利]一种厌氧发酵玉米秸秆生产乙酸的方法

说明书

本发明公开了一种厌氧发酵玉米秸秆生产乙酸的方法。该方法中使用的发酵菌剂是从青藏高原的甘肃天祝南泥湾牧场全放牧牦牛瘤胃液中分离的自然共存的厌氧真菌和反刍兽甲烷短杆菌（PiromycesYak TZ+M. ruminantium），该共培养物该在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC No.12952。以该共培养物为菌剂对玉米秸秆进行厌氧发酵可以高效生产乙酸，7天培养期内共培养物降解玉米秸秆产生乙酸量达到49.0 mM，且发酵时间短，发酵工艺简便，具有广阔的应用开发前景。

技术领域

本发明涉及生物技术可再生能源领域，具体为一种厌氧发酵玉米秸秆生产乙酸的方法。

背景技术

玉米是我国的主要粮食作物，播种面积广泛，每年伴随产生的秸秆数量也是非常巨大的。目前我国农村的大量玉米秸秆资源完全处于高消耗、高污染、低利用率、低产出状况，玉米秸秆作为能源物质没有得到合理开发利用。通过厌氧消化处理可将玉米秸秆进行资源再生，但现有的厌氧消化技术存在技术效率低，推广难度大的问题。

木质纤维素是玉米秸秆的主要成分，木质纤维素的水解是整个厌氧消化中的限速步骤，也是整个技术的难点。木质纤维素素生物质主要由纤维素、半纤维和木质素组成，木质素和半纤维素结合的共价键将纤维素分子包埋其中，木质素中醚键和碳-碳键形成的具有三维结构高分子芳香类化合物，这些强的键抑制水解酶的作用。因此，需要对木质纤维素进行预处理。常见的预处理木质纤维素方法有机械法、热处理法、化学处理，这些都能有效的促进厌氧消化，但这些预处理方法成本高，不环保。普通的微生物处理也存在较多缺陷，单一微生物处理效果不好，人工构件的复合菌群效果也不理想，各菌种间存在相互拮抗的表现，导致预处理时间长，转化效率低，目前尚未有完备的方案进行玉米秸秆的厌氧发酵来生产乙酸。

采用自然共存的复合微生物体系处理玉米秸秆，是一个较新也较为有效的手段，现有的研究结果显示，采用从动物瘤胃液中分离得到的厌氧真菌和产甲烷菌共培养物降解玉米秸秆来生产乙酸，取得了一定的成效，其中以玉米秸秆为底物进行厌氧发酵，乙酸的最高产量为41.96mM，以玉米芯粉为底物厌氧发酵乙酸产量为40mM，乙酸产率比较低，现有技术需要进一步改良。

发明内容

本发明的目的是客服上述技术的不足，提出一种厌氧发酵玉米秸秆生产乙酸的方法。

本发明中厌氧发酵使用的菌种，是从青藏高原的甘肃天祝南泥湾牧场全放牧牦牛瘤胃内容物中分离的自然共存的厌氧真菌和反刍兽甲烷短杆菌共培养物，PiromycesYakTZ+M. ruminantium，该共培养物该在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC No.12952，保藏日期2016年11月25日,分类名为：一株厌氧真菌Piromyces与反刍兽甲烷短杆菌(Methenobrevibacter ruminantium) 的共培养物。

本发明提供的方法，具体包括如下步骤：

（1）PiromycesYak TZ+M. ruminantium共培养物菌剂的制备

将PiromycesYak TZ+M. ruminantium共培养物菌液以10 %（v/v）接种量接种到厌氧培养基中，加入1%（w/v）干燥粉碎的小麦秸秆作为底物，同时加入复合抗生素传代培养，置39℃厌氧培养72h即得到高活力菌剂。