李永峰， 陳 紅， 韓 偉， 王占青， 徐菁利

(1.上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，上海201620；2.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江哈爾濱150040)

石化能源在過(guò)去的幾個(gè)世紀(jì)主宰著人類(lèi)的生活，19世紀(jì)70年代的產(chǎn)業(yè)革命以來(lái)，石化燃料的消費(fèi)量急劇增長(zhǎng)，進(jìn)入20世紀(jì)以后(特別是第二次世界大戰(zhàn)以來(lái))石油和天然氣的生產(chǎn)與消費(fèi)持續(xù)上升，隨著科技的發(fā)展和社會(huì)生活水平的提高，人們對(duì)能源的需求量也與日俱增，據(jù)統(tǒng)計(jì)世界上最近25年內(nèi)能源的消耗量相當(dāng)于過(guò)去100年的消耗[1]，如今能源的消耗量已成為衡量人們生活水平和文明程度的一個(gè)重要標(biāo)志。

然而過(guò)去對(duì)石化能源粗放型的使用，造成了現(xiàn)在十分惡劣的環(huán)境污染，溫室效應(yīng)和酸雨等環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)導(dǎo)致了人類(lèi)生態(tài)環(huán)境的惡化，并嚴(yán)重的影響到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人類(lèi)的生存；同時(shí)石化能源的儲(chǔ)量越來(lái)越少，據(jù)估算，以目前的儲(chǔ)量和開(kāi)采程度，石油僅能維持50～80年，煤炭也只能維持200～300年左右[2-3]，因此高效、清潔的二次能源的開(kāi)發(fā)已成為全世界研究的熱點(diǎn)課題。

氫氣作為一種清潔的可再生能源，由于具有燃燒時(shí)不放出CO2等溫室氣體、燃燒熱值高、儲(chǔ)存運(yùn)輸方便等優(yōu)勢(shì)從眾多替代能源中脫穎而出[4-5]，成為研究重點(diǎn)。氫氣的制取有很多種，包括甲烷裂解、水電解、光合法制氫以及發(fā)酵法制氫等。厭氧發(fā)酵生物制氫技術(shù)與傳統(tǒng)的制氫方法相比，由于其不依靠光源就能持續(xù)進(jìn)行、不消耗化石能源、產(chǎn)氫率更穩(wěn)定高效、反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與運(yùn)行更簡(jiǎn)便易操作等眾多優(yōu)點(diǎn)，它的另一個(gè)亮點(diǎn)在于厭氧發(fā)酵的微生物可以利用高濃度的有機(jī)廢水和生物質(zhì)(如復(fù)合固體廢棄物、陰溝底泥等)作為它的底物，這既可以解決環(huán)境問(wèn)題又能產(chǎn)生潔凈能源—?dú)錃鈁6-7]。

營(yíng)養(yǎng)是生命活動(dòng)的起始點(diǎn)，它為一切生命活動(dòng)提供了必須的物質(zhì)基礎(chǔ)[8]。磷是微生物細(xì)胞合成核酸、核蛋白、磷脂及其他含磷化合物的重要元素，幾乎所有微生物可將無(wú)機(jī)磷酸鹽作為磷源而直接利用；磷在糖代謝磷酸化過(guò)程中起關(guān)鍵性作用，因此在培養(yǎng)基中添加該元素可以促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)與發(fā)育；同時(shí)磷酸鹽對(duì)于發(fā)酵生物制氫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的作用，它可以作為緩沖劑來(lái)減小細(xì)菌培養(yǎng)初期較大的pH值波動(dòng)。在產(chǎn)氫厭氧消化過(guò)程中，揮發(fā)性脂肪酸伴隨著氫氣的產(chǎn)生而產(chǎn)生，如果不定時(shí)的從培養(yǎng)基中排出這些有機(jī)酸，則會(huì)嚴(yán)重的影響著培養(yǎng)液pH值的穩(wěn)定性，揮發(fā)性脂肪酸和堿度之間平衡失調(diào)會(huì)導(dǎo)致氫氣產(chǎn)生的中斷，因此必須通過(guò)投加碳酸鹽或磷酸鹽來(lái)提高系統(tǒng)的抗酸堿沖擊性。

本實(shí)驗(yàn)旨在探索研究磷酸鹽對(duì)純培養(yǎng)制氫系統(tǒng)氫氣生產(chǎn)的影響，從而提高純菌種發(fā)酵產(chǎn)氫的效能，為純菌種連續(xù)流發(fā)酵產(chǎn)氫奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試菌種

本實(shí)驗(yàn)采用的菌種為本實(shí)驗(yàn)室從活性污泥里提取的高效產(chǎn)氫菌種BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.[9](菌種鑒定的國(guó)際DNA數(shù)據(jù)庫(kù)登記號(hào)為AF363375)，其透射電鏡照片如圖1所示，Biohydrogenbacterium R3sp.nov.為革蘭氏陽(yáng)性菌，不形成芽孢，桿菌；大小為0.3～0.5 μm×1.5～2.0μm；周生鞭毛，且鞭毛較長(zhǎng)；形成的菌落呈現(xiàn)白色或乳白色，20～30d可以長(zhǎng)成至直徑為1.0～2.5mm，菌落邊緣整齊，圓形，光滑，不透明；類(lèi)脂粒4～6個(gè)，異染粒2～3個(gè)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)采用LR-HPB培養(yǎng)基[10]，其成份如下:葡萄糖20.0 g/L；胰蛋白胨1.0 g/L；蛋白胨3.0 g/L；牛肉膏 2.0 g/L；酵母汁 1.0 g/L；NaCl3.0 g/L；K2HPO41.0 g/L；L-半胱氨酸0.5 g/L；維生素液與微量元素（抗壞血酸0.025 g/L；葉酸0.01 g/L；NiCl2· 6H2O 0.001 g/L；CaCl2·2H2O 0.01 g/L；ZnCl20.02 g/L）10ml；刃天青（0.2%）1ml。

圖1 菌株BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的透射電鏡照片/20000×Fig.1 TEM images/20000×ofBiohydrogenbacteriumR3sp.nov.

1.2 間歇實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)以150ml的錐形瓶作為反應(yīng)器 (如圖2所示)，各培養(yǎng)瓶中分別加入100 mL培養(yǎng)液，純菌種BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.接種量為1 mL。將反應(yīng)瓶放入恒溫汽浴振蕩器中，溫度 (35±1)℃、轉(zhuǎn)速120 r/min下培養(yǎng)48 h，培養(yǎng)液的起始pH值調(diào)節(jié)為6.0。為保證厭氧條件，整個(gè)裝瓶、接種過(guò)程均在高純氮吹脫下進(jìn)行。

圖2 間歇反應(yīng)器裝置Fig.2 Experimental apparatus of hydrogen production reactor

本次實(shí)驗(yàn)分為兩部分，第一部分研究了K2HPO4對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.發(fā)酵產(chǎn)氫效能的影響，實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)培養(yǎng)基中的K2HPO4濃度從0 mg/L逐步添加到3 mg/L；第二部分研究了由K2HPO4與K2HPO4以1:1比例混合作為緩沖溶液對(duì)Biohydrogenbacterium R3sp.nov.發(fā)酵產(chǎn)氫效能的影響，PBS的濃度由0.01 mol/L逐步添加至0.3 mol/L。

1.3 測(cè)量及分析方法

以O(shè)D600nm表示細(xì)胞生長(zhǎng)量；pH值的測(cè)量采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法[11]；葡萄糖濃度用葡萄糖試劑盒法進(jìn)行測(cè)量；產(chǎn)氣量由LM-1型濕式氣體流量計(jì)測(cè)量。

液相末端發(fā)酵產(chǎn)物采用GC-122型氣相色譜儀、氫火焰檢測(cè)器；采用上海分析儀器廠生產(chǎn)的GC-122型氣相色譜儀，不銹鋼柱，柱長(zhǎng)2 m(內(nèi)徑5 mm)，擔(dān)體GDX103，60～80目，氫火焰檢測(cè)器，汽化室200℃，柱溫190℃，檢測(cè)室溫度240℃，載氣氮?dú)?，流?0 ml/min,氫氣流速50 ml/min，空氣流速500 ml/min。測(cè)量時(shí)取1 ml被測(cè)樣品，加入濃度為6 mol/L的HCl 1～2滴，在5000 rpm/min下離心15 min，取上清液2 μl進(jìn)樣檢測(cè)。氫氣、氮?dú)夂涂諝鈦?lái)源分別來(lái)自氫氣發(fā)生器、氮?dú)獍l(fā)生器和空氣發(fā)生器。

發(fā)酵氣體的組分采用上海分析儀器廠生產(chǎn)的SC-II型氣相色譜儀進(jìn)行測(cè)量，安裝熱導(dǎo)池檢測(cè)器，不銹鋼柱，柱長(zhǎng)與直徑2 m×φ5，載體TDX，60-80目，載氣氮?dú)猓魉?0 ml/min,柱溫和檢測(cè)室溫度150℃，進(jìn)樣量0.5 ml。

2 結(jié)果與討論

2.1 K2HPO4對(duì)Biohydrogenbacterium R3 sp. nov.發(fā)酵及生長(zhǎng)效能的影響

2.1.1 K2HPO4對(duì) Biohydrogenbacterium R3 sp. nov.產(chǎn)氫的影響

眾所周知磷是輔酶Ⅰ、輔酶Ⅱ、輔酶A、輔羧化酶、各種磷酸腺苷等的組分，同時(shí)在底物水平磷酸化過(guò)程中起著與甘油醛-3-磷酸結(jié)合產(chǎn)生1，3-二磷酸甘油酸，隨后用于ATP合成的關(guān)鍵性作用。因此在菌種的培養(yǎng)過(guò)程中適量的添加磷酸鹽，能夠顯著的提高菌種生長(zhǎng)及產(chǎn)氫的能力。

如圖3所示，培養(yǎng)基中未添加K2HPO4時(shí)的生物氣體和氫氣產(chǎn)量分別為2736.5 ml/L和996 ml/L，比產(chǎn)氫率為1.13 mol H2/mol葡萄糖，然而當(dāng)培養(yǎng)基中添加了0.5 g/LK2HPO4時(shí)，BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的比產(chǎn)氫率立即開(kāi)始上升至1.86 mol H2/mol葡萄糖；生物氣體產(chǎn)量、氫氣產(chǎn)量以及比產(chǎn)氫率都隨著培養(yǎng)基中K2HPO4濃度的繼續(xù)升高而升高，并且在K2HPO4的濃度達(dá)到1.5 g/L時(shí)達(dá)到最大值，分別為4960 ml/L和2107.5 ml/L，氫氣含量為42.49%，此時(shí)的比產(chǎn)氫率也達(dá)到了最大值1.93 mol H2/mol葡萄糖；然而，當(dāng)K2HPO4濃度達(dá)到2.0 g/L時(shí)，生物氣體和氫氣產(chǎn)量急劇減少至3652 ml/L和2036 ml/L，比產(chǎn)氫率也下降至1.2 mol H2/mol葡萄糖；當(dāng)K2HPO4在3.0 g/L時(shí)，生物氣體和氫氣的產(chǎn)量?jī)H為零。磷酸鹽的過(guò)量添加不僅對(duì)菌種的生長(zhǎng)及產(chǎn)氫起不到促進(jìn)作用，反而干擾了正常的底物水平磷酸化的過(guò)程，ATP不能正常的產(chǎn)生，導(dǎo)致菌種缺少能量來(lái)源，從而其生長(zhǎng)及產(chǎn)氫作用被抑制，甚至使菌種進(jìn)入衰亡期或直接死亡。

圖3 K2HPO4對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.產(chǎn)氫效能的影響Fig.3 Effects of K2HPO4on hydrogen production of BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.

2.1.2 K2HPO4對(duì)Biohydrogenbacterium R3 sp.nov.生長(zhǎng)的影響

如圖4所示為K2HPO4對(duì)Biohydrogenbacterium R3sp.nov.的OD600nm和葡萄糖利用率的影響。OD600nm隨著K2HPO4的添加呈現(xiàn)劇烈的變化，在K2HPO4濃度為0.5 g/L時(shí)出現(xiàn)了一次劇烈的下降，這是因?yàn)橐徊糠值腂iohydrogenbacteriumR3sp.nov.不適應(yīng)額外的磷酸鹽濃度的突然增加而出現(xiàn)了菌種死亡的情況，存活下來(lái)的BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.菌種依然保持著高效產(chǎn)氫的活性。當(dāng)培養(yǎng)基中的K2HPO4濃度達(dá)到1.0 g/L～2.5 g/L時(shí)，OD600nm維持在1.35 g/L～1.6 g/L之間，而 K2HPO4濃度為 3 g/L時(shí)的OD600nm由于高濃度磷酸鹽抑制現(xiàn)象又下降至0.2 g/L。

BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.對(duì)葡萄糖的利用率一直保持在95%左右，并沒(méi)有因?yàn)镵2HPO4的添加而受到過(guò)多的波動(dòng)，這表明BiohydrogenbacteriumR3 sp.nov.能夠幾乎完全利用葡萄糖底物作為自身生長(zhǎng)、發(fā)育及產(chǎn)氫的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。值得注意的是，當(dāng)K2HPO4濃度為3 g/L時(shí)，細(xì)胞生長(zhǎng)以及產(chǎn)氫能力都急速下降，然而B(niǎo)iohydrogenbacteriumR3sp.nov.對(duì)葡萄糖的利用率僅下降至90.82%。這是因?yàn)樵诟邼舛鹊牧姿猁}條件下，反應(yīng)初期的BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.能夠利用葡萄糖進(jìn)行生長(zhǎng)，但當(dāng)培養(yǎng)基中的葡萄糖剩余不多時(shí)候，在高濃度磷酸鹽以及缺乏碳素營(yíng)養(yǎng)的作用下，BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.開(kāi)始死亡，所以當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng) K2HPO4濃度為 3g/L時(shí)，BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的產(chǎn)氫能力幾乎為零，OD600nm也低至0.2g/L，但是葡萄糖消耗率依然維持在90%左右。

圖4 K2HPO4對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.葡萄糖利用率和氫氣含量的影響Fig.4 Effects of K2HPO4on glucose consumption ration and H2 content ofBiohydrogenbacteriumR3sp.nov.

2.1.3 K2HPO4對(duì)BiohydrogenbacteriumR3 sp.nov.液相末端產(chǎn)物的影響

K2HPO4對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.液相末端產(chǎn)物以及發(fā)酵終pH值的影響見(jiàn)圖5。BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.為乙醇型發(fā)酵細(xì)菌，乙醇和乙酸為主要液相末端發(fā)酵產(chǎn)物，因此反應(yīng)結(jié)束的終pH值保持在3.5～5范圍內(nèi)。當(dāng) K2HPO4在濃度為1. 0～2.5 g/L范圍內(nèi)時(shí)，乙醇和乙酸的產(chǎn)量相對(duì)較高，當(dāng)K2HPO4濃度為1.5 g/L時(shí)，乙醇和乙酸的濃度最高，分別是5613.58 mg/L和2884.84 mg/L；隨 K2HPO4濃度的繼續(xù)升高，乙醇和乙酸的產(chǎn)量急劇下降。液相末端產(chǎn)物中始終以乙醇和乙酸為主，K2HPO4濃度的變化沒(méi)有改變菌株BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.發(fā)酵產(chǎn)氫的代謝類(lèi)型，代謝類(lèi)型仍屬乙醇型發(fā)酵。當(dāng)K2HPO4濃度為0 g/L～2 g/L范圍內(nèi)的終pH值始終保持在3.0～3.5之間，但當(dāng)K2HPO4濃度超過(guò)2.5 g/L時(shí)，培養(yǎng)基內(nèi)的終pH值急劇上升至3.94，然而即使在K2HPO4濃度為3 g/L，BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的產(chǎn)氫量降至0時(shí)，培養(yǎng)基的終pH值也僅為4.83，這說(shuō)明K2HPO4的存在不僅對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的生長(zhǎng)產(chǎn)氫具有良好的促進(jìn)作用，同時(shí)對(duì)于培養(yǎng)基內(nèi)的環(huán)境pH值也具有良好的緩沖作用，提高了培養(yǎng)基系統(tǒng)的抗酸堿沖擊性，為BiohydrogenbacteriumR3sp. nov.的生長(zhǎng)提供了pH值適宜的酸堿環(huán)境。

圖5 K2HPO4對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.液相末端產(chǎn)物的影響Fig.5 Effects of K2HPO4on the end liquid products of BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.

2.2 PBS對(duì)Biohydrogenbacterium R3 sp.nov.產(chǎn)氫發(fā)酵效能的影響

2.2.1 PBS對(duì)Biohydrogenbacterium R3 sp.nov.產(chǎn)氫發(fā)酵的影響

由于磷元素通常以1價(jià)或2價(jià)的磷酸根離子(H2PO4-和HPO42-)的形式參與糖代謝等重要過(guò)程，與其他有機(jī)物結(jié)合形成磷脂、核酸、輔酶和ATP等，因此本實(shí)驗(yàn)用KH2PO4和KH2PO4以1:1比例混合制成PBS添加到培養(yǎng)基中，研究其對(duì)BiohydrogenbacteriumR3 sp.nov.的產(chǎn)氫與發(fā)酵效能的影響。

圖6所示磷酸鹽的濃度對(duì)Biohydrogenbacterium R3sp.nov.產(chǎn)氫效能具有較明顯的影響。當(dāng)培養(yǎng)基中添加了0.01mol PBS之后，BiohydrogenbacteriumR3sp. nov.的產(chǎn)氣量及產(chǎn)氫量分別為2960 ml和1256 ml，平均產(chǎn)氫速率也達(dá)到了2.3632 mmol H2/g cell·h，并且BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的產(chǎn)氫量及平均產(chǎn)氫速率都隨著PBS的濃度持續(xù)增加而呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，當(dāng)PBS濃度達(dá)到0.15 mol時(shí)，Biohydrogenbacterium R3sp.nov.的生物氣體、氫氣產(chǎn)量和平均產(chǎn)氫速率分別達(dá)到最大值 3860 ml/L、1832.7 mlH2/L和 2.6324 mmol H2/g·cell·h，但是當(dāng)PBS的濃度繼續(xù)上升時(shí)，BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的產(chǎn)氣量及產(chǎn)氫量急劇下降，當(dāng)PBS濃度為0.2 mol時(shí)，Biohydrogenbacterium R3sp.nov.的產(chǎn)氣量及產(chǎn)氫量則分別下降為1500 ml和 342.1mlH2/L，而 PBS濃度達(dá)到 0.25 mol時(shí)，BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.幾乎不能夠產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)氫量下降至0。磷元素積極參與到BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的發(fā)酵代謝循環(huán)中，濃度適中的磷酸鹽對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的發(fā)酵及產(chǎn)氫效率具有十分明顯的促進(jìn)作用，BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的產(chǎn)氫代謝十分旺盛。

圖6 PBS對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.產(chǎn)氫性能的影響Fig.6 Effects of PBS on hydrogen production of BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.

PBS對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的葡萄糖利用率以及細(xì)胞生長(zhǎng)的影響如圖7所示，可以看出，當(dāng)培養(yǎng)基中添加了PBS之后，BiohydrogenbacteriumR3 sp.nov.的葡萄糖利用率呈現(xiàn)出來(lái)劇烈的波動(dòng)，當(dāng)磷酸鹽緩沖液濃度為0.05 mol時(shí)，葡萄糖的利用率最高為98.5%；而當(dāng)磷酸鹽緩沖液濃度高于0.05 mol時(shí)，葡萄糖利用率逐漸下降；當(dāng)磷酸鹽緩沖液濃度為0.20 mol時(shí)，葡萄糖利用率降到最低值58.2%。當(dāng)PBS濃度繼續(xù)增加時(shí)，BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的葡萄糖利用率又繼續(xù)上升，當(dāng)PBS濃度上升至0.3 mol時(shí)，葡萄糖濃度則又上升至66.7%，這與氫氣產(chǎn)量的變化趨勢(shì)正好相反。

圖7 磷酸鹽緩沖液對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.葡萄糖利用率和OD600nm的影響Fig.7 Effects of PBS on glucose consumption ration and H2content of BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.

當(dāng)培養(yǎng)基中添加了 PBS之后的BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.并沒(méi)有出現(xiàn)生長(zhǎng)速度迅速增加的情況，其變化趨勢(shì)與葡萄糖利用率的變化趨勢(shì)比較類(lèi)似，OD600nm在PBS濃度為0.05 mol和0. 25 mol時(shí)達(dá)到最大值與最小值分別為0.5058 g/L和0.02702 g/L。

2.2.2 PBS對(duì)Biohydrogenbacterium R3 sp.nov.液相末端發(fā)酵產(chǎn)物的影響

如圖8所示，PBS對(duì)液相末端產(chǎn)物的影響特征與其對(duì)產(chǎn)氫量的影響特征相似。當(dāng)PBS濃度為0.15 mol時(shí)，乙醇和乙酸產(chǎn)量最大，分別為6987.58 mg/L和6148.08 mg/L，此時(shí)的產(chǎn)氫量也最高(氫氣產(chǎn)量為1832.7 mlH2/L)，說(shuō)明氫氣的產(chǎn)生與乙醇相伴而生，間接的證明了乙醇型發(fā)酵細(xì)菌代謝類(lèi)型的存在。當(dāng)PBS濃度繼續(xù)上升時(shí)，乙醇和乙酸的產(chǎn)量迅速降低，當(dāng)PBS濃度上升至0.3 mol時(shí)，乙醇和乙酸濃度分別降低至 0 mg·L-1和 461.87 mg·L-1，此時(shí)，由于BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的生長(zhǎng)及產(chǎn)氫代謝都十分微弱，而添加了0.3 mol后PBS后的培養(yǎng)基初始pH值為6.0，經(jīng)過(guò)發(fā)酵之后的終pH值卻上升為6.43，這是因?yàn)闈舛冗^(guò)高的PBS中，由于磷元素過(guò)多，打亂了BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.生化反應(yīng)過(guò)程的正常運(yùn)行，PBS不僅不能對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.起到酸堿調(diào)節(jié)保持其適宜的pH值生長(zhǎng)環(huán)境，反而使得菌種BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.大量死亡，反應(yīng)體系的發(fā)酵作用幾乎停止。

圖8 磷酸鹽緩沖液對(duì)菌株BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.液相末端產(chǎn)物的影響Fig.8 Effects of phosphate buffer on end liquid products of BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.

3 結(jié)論

（1）K2HPO4對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的生長(zhǎng)及產(chǎn)氫效能都具有良好的促進(jìn)作用，且培養(yǎng)基中的pH值具有良好的維持作用，當(dāng)K2HPO4濃度為1.5 g/L時(shí)，BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的生物氣體產(chǎn)量、氫氣產(chǎn)量以及產(chǎn)氫率都達(dá)到最大，分別為4960 ml/L， 2107.5 ml/L和1.93 mol H2/mol葡萄糖，培養(yǎng)基內(nèi)的pH值始終維持在3.0～5.0之內(nèi)，此pH值被認(rèn)為是乙醇型發(fā)酵產(chǎn)氫菌種的適宜pH值。

（2）PBS對(duì)BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的生長(zhǎng)及產(chǎn)氫效能以及緩沖培養(yǎng)基終pH值同樣也具有較良好的促進(jìn)作用，當(dāng)PBS濃度達(dá)到0.15 mol時(shí)，BiohydrogenbacteriumR3sp.nov.的生物氣體，氫氣產(chǎn)量和平均產(chǎn)氫速率分別達(dá)到最大值3860 ml/L，1832.7 mlH2/L和2.6324 mmol H2/g·cell·h。

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