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传统观点认为,产甲烷作用是厌氧消化过程的限速步骤。然而,前期研究发现,产氢产乙酸菌群的生态幅要比产甲烷菌更加狭窄,对环境的变化更加敏感,其代谢强度直接决定了产甲烷菌群的增殖和代谢能力,因此提出了“产氢产乙酸菌群的产氢产乙酸作用是厌氧消化的第一限速步骤”的学术观点。资料显示,对于产氢产乙酸菌的研究一直进展缓慢,虽然现今已在特定条件下获得了一些产氢产乙酸的纯培养物,但均未能使其在提高厌氧消化速率方面发挥应有的效能。鉴于这一现状,产氢产乙酸互营共培养体的分离筛选不失为一个更好的选择。 论文首先针对产氢产乙酸菌分离和培养困难的技术问题,通过培养基的改良和培养条件的优化,攻克了产氢产乙酸菌无法在液体培养基中增殖的难题,最终分离筛选到高效的产氢产乙酸互营共培养体7-m-2a和11-O-1,培养30d后,其乙酸产量分别为2385mg/L和3061mg/L;单位体积产氢量分别达到447.50mL/L-culture和484.82mL/L-culture。 通过PCR-DGGE分子检测手段,分析了7-m-2a和11-O-1两个共培养体的种群结构。在PCR-DGGE图谱中,7-m-2a培养物显示出7个条带,11-O-1则呈现出9个条带,说明这两个培养物均为微生物的混合培养物。将扩增得到的所有16SrDNA序列进行克隆、测序和分析,证明这两个共培养体均含有专性的互营产乙酸菌及其伴生菌,但其中的伴生菌并不是传统观念上的产甲烷菌或硫酸盐还原菌,比对结果是能利用甲酸盐和H2-CO2的Uncultured bacterium 054E12_B_DI_P58和Sedimentibacter sp.JN18_A14_H,所以共培养体在代谢过程中并不产生CH4或H2S,但却有剩余的氢气和乙酸。 生态因子对7-m-2a和11-O-1两个共培养体的生长和产氢产乙酸特性研究表明,以丁酸作为底物(10g/L),以胰蛋白胨和酵母膏作为氮源时,7-m-2a在45℃、初始pH8的条件下,具有最佳的生长和产氢产乙酸能力;11-O-1则在45℃、初始pH7时具有最大的生长和产氢产乙酸能力。