[发明专利]一株产氢菌

说明书

本发明提供了一株能够利用海带水解液生长并高效产氢的菌株(Clostridium beijerinckii)WANY51，能够在以海带水解液作为唯一培养底物的条件下稳定生长并高效产氢。产氢菌WANY51在最适培养条件下的产氢效率高达990.50ml/L。本发明提供的产氢菌WANY51兼具较高的产丁醇效率，在产氢的最适条件下的丁醇产量为130.40ml/L。产氢菌WANY51的产氢效率明显高于目前已有的产氢菌株或混合菌群，并且具有底物利用范围广的优点，能够充分利用海带水解液多组分正常生长并高效产氢，作为产氢工程菌株具有更加显著的经济效益。

技术领域

本发明涉及微生物领域，特别是涉及一种能够利用海带水解液生长及产氢的细菌。

背景技术

以生物质为原料获得酒精、柴油、甲烷和氢气等燃料的生物能源方式以可再生的特点能够满足实际和未来的能源需求而成为研究的热点，其中生物制氢是目前化石能源燃料的替代途径之一。已报道的产氢菌主要有Enterobacter、Bacillus和Clostridium，但由于产氢能力和培养成本的原因，目前分离获得产氢菌株很难进入工业化生产中。在降低生物制氢的生产成本方面，研究者以往通过农作物或农作物废弃物作为生物质生产氢气，但上述第一代和第二代生物质中含有大量的木质素，很难被微生物分解利用。基于此类生物质的微生物制氢技术发展受到了很大的局限。

大型海藻作为第三代生物质，与陆生植物相比具有多糖含量高、不争地且木质素含量低等特质。我国大型海藻产量居于全球领先地位，拥有世界最大的海带养殖和加工规模，年产量可达120万吨，近10年的海带年产量占全球总产量的83％～87％(FAO数据统计)。海带具有高达50％以上的多糖含量，海藻多糖能够为微生物生长提供丰富的有机质。kim等人(Antimicrobial activity of ethanol extracts of Laminaria japonica againstoral microorganisms[J].Anaerobe,2013,21(6):34-38)采用酸、酶两种方法水解海带(Laminaria japonica)，进行微生物发酵乙醇的研究。Liu等人(Fermentative hydrogenproduction from macro-algae Laminaria japonica,using anaerobic mixed bacteria[J].International Journal of Hydrogen Energy,2014,39(17):9012-9017)采用热、酸、碱、超声波四种方法水解海带(Laminaria japonica)，进行微生物发酵产氢研究。相关研究表明，海洋大型藻类多糖降解效率较高，是微生物生长和代谢的有效底物。

尽管海带等大型海藻作为第三代生物质原料具有其天然优势，但目前关于大型藻类的能源化利用，特别是以海带作为生物质原料进行生物制氢的研究还很少，而且目前报道已获得的产氢菌的性能大多不甚理想，受到产氢效率和规模化成本问题的制约而难以投入应用。

发明内容

本发明的目的是提供一株能够利用海带水解液生长并高效产氢的菌株，以及该菌株在产氢和产丁醇中的应用。

本发明提供的菌株为产氢菌(Clostridium beijerinckii)WANY51，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编：100101，保藏编号：CGMCC No.14045，保藏日期：2017年4月18日。

本发明提供的产氢菌(Clostridium beijerinckii)WANY51为革兰氏阳性厌氧菌，固体培养基中菌落形态呈圆形、乳白色、边缘整齐、表面光滑、微凸起，菌落大小为1.0～2.0cm。在电子显微镜下，菌株WANY51的形态呈现梭杆状，繁殖方式为二分裂，菌体大小为8.19μm×1.45μm。