一、一株发酵产氢细菌对戊糖的氢气转换及产氢机理（论文文献综述）
马帅帅[1]（2021）在《基于木质纤维素原料的光合制氢过程强化研究》文中研究指明
温汉泉[2]（2021）在《光发酵生物膜反应器强化产氢运行调控与机制》文中认为环境污染与能源危机是人类社会面临的主要问题。未来能源发展主要方向是能源能量密度的提高、成本的降低以及对环境影响的减弱。光发酵制氢作为高效绿色氢能获得方式,可以利用本身的代谢特性,降解污水中的有机物,并将其中的化学能和太阳能转化为还原力储存在氢气中,达到同步治理环境污染和生产氢能的作用,因而受到广泛的关注。光发酵制氢生物膜反应器正是完成该目标的关键技术与手段。但到目前为止,对光发酵生物膜反应器运行策略研究主要集中在营养因子、环境因子等方面,生物膜强化光发酵制氢机制少有分子水平层面的研究。本论文以沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas sp.nov.strain A7）作为实验菌株,以硅胶作为生物膜载体构建光发酵生物膜反应器,针对光发酵生物膜反应器的运行过程中微生物不同阶段自我调控、关键组分手性变化及生物膜对反应器运行影响进行研究,同时也从蛋白质角度和胞外聚合物等方面分析生物膜强化光发酵产氢机制。首先对光发酵生物膜制氢反应器的快速产氢展开研究,反应器的启动是决定其经济竞争力和运行效能的关键点。实验结果发现:通过在光发酵细菌迟滞期加入衰亡期沼泽红假单胞菌A7并投入载体形成生物膜,使得光发酵制氢得以快速产氢和提高反应器产氢性能。在生物膜反应器运行第0天（菌体处于迟滞期）添加衰亡期菌体反应器,成功地在第1天加速了氢气的生产,其产氢速率可达273 m L/（L·d）左右,累积产氢量可达2925 m L/L。而在没有加入衰亡期菌体对照组反应器中,第1天反应器没有成功启动,产氢量几乎为0,累积产氢量仅为1167 m L/L。在生物膜反应器运行前添加衰亡期菌体既能快速启动反应器,又促进了反应器产氢效能的提升,而在反应器运行第2天（细菌处于对数期）添加衰亡期菌体对反应器产氢效果影响较小。形成生物膜和添加衰亡期菌体加速启动反应器和提高反应器产氢能力是通过单位细菌产氢能力的提高实现的。此外,添加衰亡期菌体和形成生物膜这两种方法具有单独的互不干扰的综合促进作用。光发酵制氢反应器运行过程中,关键营养组分如L-半胱氨酸会产生手性变化生成D-半胱氨酸,光发酵细菌本身也可以在微生物稳定期及衰亡期积累D-半胱氨酸。因此,探究了L-半胱氨酸和D-半胱氨酸对于光发酵制氢反应器运行调控作用。研究结果发现:L-半胱氨酸和D-半胱氨酸表现出了对细菌细胞生长和产氢截然不同的影响规律。光发酵细菌迟滞期添加D-半胱氨酸会抑制细胞的增殖和产氢能力,抑制效果随着D-半胱氨酸浓度增加而逐渐加强,当D-半胱氨酸浓度高于0.3 g/L时,反应器运行阶段无法产氢,产氢量为0 m L。D-半胱氨酸在光发酵细菌迟滞阶段发挥着群体感应因子的调控功能。光发酵细菌对数期添加D-半胱氨酸对光发酵制氢反应器菌体增殖和产氢影响较小。尽管生物膜没有改变D-半胱氨酸对光发酵制氢的细菌代谢和产氢浓度阈值（0.3 g/L）,但是生物膜在D-半胱氨酸抑制条件下仍然可以强化光发酵制氢反应器产氢效果。相比于D-半胱氨酸,L-半胱氨酸可以促进反应器产氢能力。没有添加L-半胱氨酸生物膜反应器累积产氢量为1267 m L/L,对照组反应器累积产氢量为915 m L/L,而添加0.5 g/L L-半胱氨酸生物膜反应器累积产氢量为1647 m L/L,对照组反应器累积产氢量为1080 m L/L。由于L-半胱氨酸促进和D-半胱氨酸抑制效应明显,所以需要在运行光发酵制氢反应器中对L-半胱氨酸的转变成D-半胱氨酸过程监测和限制。建立光发酵制氢生物膜反应器运行策略之后,对生物膜强化光发酵机制进行了探究。实验结果发现:生物膜强化前对照组反应器累积产氢量为1811 m L/L,强化后生物膜反应器累积产氢量可达到3050 m L/L,生物膜提升光发酵制氢效能约68.4%。同时生物膜调控下光发酵细菌内部蛋白及代谢通路发生了相应改变。固氮酶、ATP、TCA、跨膜转运关键、鞭毛和趋化活性蛋白表达水平上调,光能利用相关蛋白表达水平下调。其中固氮酶相关蛋白上调倍率可达1.8-2.6倍,ATP相关蛋白活性上调2.0-2.6倍,由于固氮酶利用能量（ATP）和电子将[H]还原为氢,所以这两种相关蛋白活性增强是生物膜强化光发酵制氢的直接原因。光能利用相关蛋白表达下调1.7-2.7倍,光能吸收降低从而减少光发酵细菌氧化压力,增强反应器内光能平均分配,最终提升光发酵细菌光能利用和产氢能力。硫代谢改变调节了细胞的氧化/还原状态更有利于产氢。对胞外聚合物分析发现:光发酵细菌A7在载体表面形成复杂成熟的三维生物膜且菌体生物膜状态和游离状态EPS官能团中苯结构和OH结构具有明显不同,这些结构代表不同状态细菌聚集特性和相关功能发生了改变。生物膜调控下光发酵细菌的胞外聚合物中二级蛋白结构也呈现明显差异。生物膜细胞EPS中的蛋白质二级结构主要以β型为主,含量高达49.8%。含有β型二级结构较多蛋白倾向于形成球形蛋白,其对调节细菌代谢具有高度的特异性和敏感性。游离细胞EPS中蛋白二级结构主要为α+β或α/β型,含量可达51.3%,因此蛋白多呈现稳定状态,从而保证了游离细菌自身的功能结构完整性。在投入载体后光发酵细菌进行功能分离和生态分区,有利于光发酵产氢效能的提高。本文通过对光发酵生物膜反应器运行参数进行调整优化,构建了有效的光发酵制氢生物膜反应器运行调控策略,为光发酵制氢扩大化生产及规模化应用提供了理论依据和技术支持。
王凯军,石川,刘越[3]（2021）在《有机固废厌氧发酵产物的转化制备与应用进展》文中研究指明有机固废的高效转化和循环利用对解决全球环境污染、能源短缺和资源缺乏等共性问题具有积极作用。采用厌氧发酵技术高效处理有机固废,可合成制备出不同酸化产物,并促进酸化产品的加工应用。在文献及工程调研的基础上,梳理了有机固废厌氧酸化发酵的不同代谢途径,分析了不同酸化产物的经济性及工程化应用现状。以发酵产物乙醇、乳酸、丙酸和丁酸等为代表,分析了酸化产品的制备及应用状况。采用系列宏观与微观的调控手段,可促进酸化发酵目标产物的代谢转化,并实现有机固废酸化发酵脂肪酸类产物的高效合成,从而为发酵脂肪酸类产品的制备生产和加工应用提供参考。
吕政颐[4]（2021）在《高效产氢光合细菌的筛选及其应用研究》文中研究说明氢能作为替代化石能源的新型清洁能源如今发展迅速,但传统制氢方法大都存在资源浪费、污染物伴生、成本高昂的缺点,生物制氢具有清洁环保、原料范围广、成本低、无污染及能耗低等优点。其中亟待进行资源化利用的丰富生物质资源将成为主要利用原料。花生壳因具有产量大、多孔及含有大量纤维素、半纤维素等物质的优点,具有较高的研究价值及实际应用价值。本研究旨在获得一株高效产氢光合细菌,同时提高花生壳的资源利用率,再与高效产氢光合细菌发酵制氢的优势相结合,为光合细菌产氢应用化研究提供理论和技术依据。研究结论分述如下:（1）通过酸,碱,酶三种水解方式对花生壳水解工艺进行考察,测定还原糖含量和平均水解率。结果表明:碱解温度为135℃,时间为70 min时,还原糖浓度为6.3 g/L;酸解温度为125℃,时间10 min时,还原糖浓度为27.13 g/L;酶解条件下最优还原糖浓度为19.2 g/L。酸水解处理花生壳,还原糖浓度均大于20 g/L,平均水解率为30%以上。（2）从湖水、家禽粪便、土壤中分离纯化得到29株光合细菌,以葡萄糖为底物经产氢性能测试,挑选出从羊粪中分离获得的一株光合细菌,经16S rRNA序列分析鉴定该光合细菌属于球性红假单胞菌,将其命名为Rhodobactersphaeroides.LZY01。通过对不同影响因素进行优化实验,最终确定Rhodobactersphaeroides.LZY01的最优产氢条件:葡萄糖为碳源,碳源浓度为5.0 g/L,L-谷氨酸为氮源,产氢液初始pH为7.2,盐度为0.5 g/L,磷酸盐含量为20.0 mL/L,其最大产氢量可达3154.82 mLH2/L,平均产氢速率为 69.18 mL/（L·h）。（3）利用Rhodobactersphaeroides.LZY01处理花生壳水解液时,采用响应面法（RSM）对制氢过程的关键参数进行了研究。在碳源浓度为5.63 g/L、pH9、盐度0g/L的条件下得到最大产氢量为2337.93 mLH2/L。并在后期进行相关验证实验,结果表明该条件下Rhodobactersphaeroides.LZY01的产氢量可观,本实验优化的条件合理可行。本研究利用Rhodobacter sphaeroides.LZY01以酶水解工艺处理所得的花生壳水解液为底物进行产氢测试,获得较高产氢量。为微生物制氢提供新的菌种资源,优化了花生壳水解工艺参数,为以花生壳水解液制氢研究提供理论指导。
陈朵[5]（2021）在《纳米金属粒子耦合的固定化光合细菌转化PHL产氢研究》文中研究表明随着溶解浆需求量的与日俱增,预水解硫酸盐法（Pre-hydrolysis Kraft,PHK）溶解浆生产时产生的预水解液（Pre-Hydrolysis Liquor,PHL）因含有大量的半纤维素和有机质,对PHL进行高值化利用引起了研究者广泛关注。生物光发酵已被证明在废水处理、生物产氢等领域具有卓越的效果;同时,纳米颗粒因其特有的表面效应和小尺寸效应,在一些固定化性材料的制备中也得到了关注。本课题将生物光发酵和纳米材料相结合,利用光合细菌对底物的广泛适应性来同步代谢PHL中的木糖和乙酸并发酵制取氢气;同时利用纳米材料的物理特性及其对固氮酶的催化作用,以期改善和提高光发酵产氢效率和底物利用效率;最后选择合适的固定化载体构建Fe3O4-NPs@HY01复合微球,提高菌体对环境抑制物耐受性及重复利用率。首先,探究了光合细菌利用PHL中半纤维素主要降解产物木糖作为碳源时的产氢性能和最佳产氢条件。结果表明球形红细菌HY01最佳产氢条件为:细菌接种量为10%,木糖浓度为8g/L,溶液初始pH值为8,以L-谷氨酸作为氮源且浓度为8.5 mmol/L。此时,累计产氢量为4227.6mL/L。各影响因素影响产氢性能的主次顺序依次为初始pH>L-谷氨酸浓度>接种量。其次,基于纳米颗粒的加入可提高电子转移效率和固氮酶活性,从而提高产氢性能和底物利用率。本论文探究了不同金属离子和纳米金属粒子的加入对HY01产氢的影响规律。实验结果显示当Fe3+、Fe2+、2n2+和Mg2+的浓度分别为≤200 mg/L、≤15 mg/L、≤350mg/L和≤800mg/L时,均能不同程度的提高HY01的氢气产量。而少量纳米金属颗粒的添加可以达到更加明显的促进效果,当Fe3O4-NPs、ZnO-NPs和MgO-NPs添加量分别为≤200 mg/L、≤50 mg/L和≤200 mg/L时,累计产氢量分别为4700 mL/L、4483 mL/L和4624 mL/L。接着研究了 PHL中的代表性抑制物苯酚和乙酸对光合细菌HY01在生长代谢和产氢性能的影响,探究了 HY01在以木糖-苯酚作为碳源时对苯酚的耐受阈值,及木糖-乙酸作为碳源时的协同产氢代谢规律。结果表明低浓度的苯酚对光合细菌的生长和产氢具有一定的促进作用;HY01对苯酚的耐受阈值为500mg/L。小分子酸可以直接被光合细菌转化和利用,木糖和乙酸作为双碳源时产氢系统的pH自稳定性得到提高,产氢时间延长至144 h,累计产氢量高达7200 mL/L。以实际PHL中木糖、乙酸和苯酚的比例配制PHL模拟液,并进行光合细菌的产氢降解实验,得到累计产氢量为6520 mL/L,是木糖和苯酚为混合碳源时产氢量的1.8倍之多。除此之外,采用CAD-40大孔树脂对抑制物苯酚进行吸附解毒,利用树脂的快速吸附与生物降解之间形成动态平衡效应,在提高HY01对苯酚耐受性的同时,可以快速高效转化PHL并产氢。最后,选用三种生物大分子材料海藻酸钠、琼脂和卡拉胶作为光合细菌固定化载体,通过对这几种天然高分子聚合材料及其复合物的透光性、化学稳定性等性能的比较,遴选出最佳的光合细菌载体,并从接种量、固定化时间、交联剂浓度和配比等因素对固定化条件进行优化。结果显示,琼脂-卡拉胶混合凝胶为HY01最佳固定化载体,接种量为40 mL、固定化时间为60 min、KCl浓度为2%、琼脂和卡拉胶浓度分别2%（w/v）的混合物是光合细菌HY01的最佳固定化条件。以琼脂-卡拉胶混合凝胶为固定化载体构建固定化纳米Fe3O4-NPs@HY01微球,以PHL模拟液为发酵底物进行实验,分析固定化细菌微球的产氢性能、底物转化效率、抑制物耐受性以及其可重复利用性。得出固定化微球对PHL中木糖利用率可达99.45%,苯酚降解率为28.52%,可循环使用六次。通过对不同保藏方式的分析比较,并最终选择真空冷藏的方式对固定化微球进行保藏。本论文为固定化光合细菌耦合纳米金属粒子高效转化PHL并制氢提供了理论支持。
尤少林[6]（2020）在《Klebsiella sp发酵木质纤维素水解液合成生物氢的代谢途径优化》文中提出化石燃料的快速消耗以及环境的污染,使得开发新能源,减轻环境压力势在必行。氢能源的高效及燃烧后无污染的特性使其成为人们开发新能源的焦点。其中以木质纤维素为基质的微生物发酵产氢是生物制氢领域最值得关注的研究方面。将木质纤维素转化为可发酵性糖并进一步用于微生物发酵产氢的过程调控往往与微生物菌种及其利用还原糖产氢的代谢途径相关。本文针对实验室前期获得的一株高产氢细菌Klebsiella sp.,克隆并超量表达该菌株生物氢合成途径中的关键酶基因——[Ni-Fe]氢酶大亚基hycG基因和甲酸氢裂解酶大亚基fhl基因,拟获得代谢途径优化、能高效发酵稻草水解糖液产氢的基因重组菌株,并阐释这两个基因超量表达对菌株生物氢合成相关途径代谢流分布的影响。研究内容与取得的成果如下:（1）首先探讨了镍离子对克雷伯氏菌产氢的影响,结果表明Ni2+以一定浓度添加至Klebsiella sp.发酵木质纤维素水解液产氢体系可获得提高的累积产氢量,证实Ni2+通过改变[Ni-Fe]氢酶活性可促进生物氢的合成。因此,克隆了Klebsiella sp.的[Ni-Fe]氢酶大亚基hycG基因,成功构建了原核表达载体pET-28a-hycG,进一步实现了该基因在Klebsiella sp.中的同源超量表达。该基因重组菌RT-H用于发酵稻草水解液产氢,可获得累积产氢量达4034.1 mL/L,较之野生菌株WT提高了 14.5％,对累积产氢量进行动力学拟合的结果亦表明RT-H发酵产氢过程中有更高的产氢潜力P和最大产氢速率Rm,由此表明,hycG基因的表达有利于菌株产氢量的提高。对氢酶活性的监测结果亦证实hycG基因的表达有利于菌株氢酶活性的提高从而促进产氢,尤其是发酵24～48 h,RT-H的氢酶活性较之WT提高23%～27%。此外,hycG基因的表达亦引起不同发酵阶段代谢物谱和代谢流分布的改变,尤其引起RT-H中丙酮酸代谢率和甲酸消耗率显着高于WT,说明该基因表达可能会增强生物氢合成支路的代谢流分布。（2）基于对Klebsiella sp.产氢代谢途径的分析,克隆了该菌株的甲酸氢裂解酶大亚基fhl基因。成功构建了原核表达载体pET-28a-fhl,并获得了超量表达甲酸氢裂解酶大亚基fhl基因的重组菌RT-F的。该菌株在发酵稻草水解糖液产氢过程中具有较强的产氢能力,其累积产氢量相较于野生菌提高了 24.8%,达4396.4 mL/L。对累积产氢量进行动力学拟合的结果亦证实该菌株具有较之WT更高的产氢潜力和最大产氢速率,分别可达4289.6 mL.L-1、89.47 mL.L-1.h-1。RT-F的甲酸氢裂解酶活性在发酵24 h达峰值且显着高于WT的,说明fhl基因表达引起了发酵早期甲酸氢裂解酶活性的提高,从而有利于发酵早期生物氢的合成。此外,RT-F胞内外甲酸消耗率显着高于WT表明fhl基因表达可能使得甲酸快速裂解产生氢气,有利于生物氢的早期合成。（3）构建了共表达镍铁氢酶大亚基hycG基因和甲酸氢裂解酶大亚基fhl基因的重组菌株RT-FH。采用该菌株进行发酵稻草水解糖液产氢,结果显示,RT-FH的累积产氢量相对于WT提高了 19.7%,达4227.6 mL/L。并且,在发酵初期重组菌具有较高的产氢速率,至发酵72 h,已有高达总产氢量96%的氢气积累。此外,fhl和hycG基因共表达亦引起不同发酵阶段代谢物谱和代谢流分布的改变。与WT相比,RT-FH具有较低的乙醇代谢量,并且提高了胞内甲酸的产量以及胞外甲酸的消耗。
李阳[7]（2020）在《代谢工程改造嗜热厌氧杆菌（Thermoanaerobacterium aotearoense SCUT27）强化氢气合成》文中研究说明随着人类城市化和工业化水平的加快,人们对能源的需求越来越大。随着化石能源的快速消耗、不可再生和其在使用过程中造成的空气污染等问题越来越严重,寻找新的清洁可再生能源成为近些年科研人员研究的重点。在众多可再生能源中,氢气由于具有高燃烧值及燃烧产物无污染两大特性受到许多研究者青睐。本课题组筛选的Thermoanaerobacterium aotearoense SCUT27主要代谢产物有乙醇、乳酸、乙酸和氢气。该菌不仅可以利用多种碳源,甚至可以直接利用半纤维素进行代谢产物的合成及共利用戊糖和己糖,显示出突出的应用前景。但其氢气产量和得率仍不足以使之成为工业发酵菌株,因此,为提高菌株氢气产量和得率,需对其进行代谢工程改造。T.aotearoense SCUT27在合成乙醇、乳酸和氢气的过程中均需NADH提供电子,因此本研究首先从提高细胞内NADH的供给着手提高其氢气产量。在T.aotearoense SCUT27中,NADH依赖的还原态铁氧还蛋白:NADP+氧化还原酶（NADH-dependent reduced ferredoxin:NADP+oxidoreductase,Nfn AB）催化电子从NADH和还原态铁氧还蛋白上转移到NADP+从而合成NADPH的过程,阻断该反应理论上可提高菌株胞内NADH的浓度。同源重组敲除T.aotearoenseSCUT27 nfn AB基因,得到工程菌SCUT27/nfn AB。该工程菌与SCUT27相比,以葡萄糖、木糖或者葡萄糖/木糖混合糖分别为碳源时氢气产量均能提高40%以上。SCUT27/nfn AB和SCUT27胞内NADH/NAD+比例结果显示,发酵过程中SCUT27/nfn AB胞内NADH/NAD+比例一直高于SCUT27。随后以6种木质纤维素稀硫酸水解液为碳源进行摇瓶发酵,结果表明SCUT27/nfn AB和SCUT27均能利用6种木质纤维素水解液,工程菌的氢气产量均显着高于野生型菌株。以水稻秸秆和玉米芯水解液为碳源时,SCUT27/nfn AB氢气产量分别达到62.39±3.45mmol/L和69.76±2.78 mmol/L;SCUT27/nfn AB在5-L发酵罐中以水稻秸秆水解液为底物时其氢气产量达209.31 mmol/L。双功能醛醇脱氢酶（Bifunctional alcohol and aldehyde dehydrogenase,Adh E）催化T.aotearoense SCUT27中乙醇的合成,有研究显示对adh E基因进行定点突变可改变Adh E的辅因子偏好性。因此,本研究结合文献选择位点对adh E基因进行定点突变后得到工程菌SCUT27/adh EG544D,氢气产量达45.74 mmol/L,比SCUT27提高33.94%。随后敲除SCUT27/adh EG544D菌株中的nfn AB基因来进一步提高其氢气产量,得到的工程菌SCUT27/adh EG544D/nfn AB氢气产量与SCUT27/adh EG544D、SCUT27/nfn AB和SCUT27相比分别提高34.31%、20.66%和74.11%。随后向培养基中添加Fe/C化合物,SCUT27/adh EG544D/nfn AB发酵体系中氢气产量达到68.38±3.74 mmol/L,与不添加Fe/C化合物相比提高15.51%。接下来探究在T.aotearoense SCUT27中表达其自身或者外源与氢气合成相关基因对菌株氢气产量的影响。所选的5个基因分别为:T.aotearoense hfs B氢化酶和hyd G成熟酶基因及Clostridium thermocellum hyd G成熟酶基因hyd Gc、[Fe Fe]-氢化酶基因和ech氢化酶基因。以上基因在T.aotearoense SCUT27中单独表达均能提高菌株氢气产量,其中内源hfs B基因、外源hyd Gc基因和Fe Fec基因单独表达菌株氢气产量分别提高17.37%,25.82%和17.82%。随后将内源hfs B基因和外源hyd Gc基因串联表达,工程菌SCUT27/hfs B/hyd Gc氢气产量达到49.84±2.96 mmol/L,与SCUT27相比提高45.05%。随后将Cre/lox系统引入T.aotearoense SCUT27中,使得可对T.aotearoense SCUT27进行多次代谢工程改造,并对该系统操作流程进行简化。随后结合前三章研究结果构建了一系列工程菌,其中工程菌SCUT27/adh EG544D/nfn AB/ldh/hfs B/hyd Gc氢气产量达到148.67±9.65 mmol/L,与出发菌株SCUT27/adh EG544D/△nfn AB相比提高152%,与SCUT27/adh EG544D/nfn AB/ldh相比提高33.29%,与SCUT27相比提高332.67%。其氢气得率达到2.58 mol/mol葡萄糖,该得率与T.aotearoense SCUT27野生菌株相比提高115%。综上,本研究从不同角度对T.aotearoense SCUT27进行改造,提高了其氢气产量,为微生物发酵产氢的代谢工程改造提供了新思路。
尹梦[8]（2020）在《丁酸梭菌的产氢影响因素及其代谢特性的研究》文中提出厌氧发酵生物制氢技术在处理废弃物的同时制取氢气,不仅能够实现废弃物资源化,又能降低产氢成本,是近年来环境保护和能源领域研究热点之一。获得高效产氢菌种,进行产氢影响因素的研究,对了解产氢菌种生理生化特性和提高产氢效率具有重要意义,也是解决厌氧发酵生物制氢工业化的基础。本研究利用改进的Hungate厌氧培养技术,从处理高浓度糖蜜废水的CSTR厌氧发酵制氢反应器中,分离获得一株高效产氢细菌,命名为YM-83。利用LM-1培养基进行间歇实验,连续培养30 h后获得最大单位体积产氢量为4,850 m L/L culture,比产氢率为1.94 mol H2/mol glucose。经过16S r DNA基因序列分析,结果显示该菌株与Clostridium butyricum JCM 7840基因序列同源性达100%,基于电镜扫描形态观察和系统进化分析,确定产氢菌株YM-83为丁酸梭菌（Clostridium butyricum）。通过间歇实验进行各种因素对丁酸梭菌YM-83生长产氢的影响研究,结果显示最适生长和产氢培养温度为35℃;最适生长和产氢初始p H为6.5;最适初始初始葡萄糖浓度为18 g/L;添加L-cys有利于丁酸梭菌YM-83的生长和发酵产氢,基于该菌株的比产氢率和经济性考虑,确定其最适产氢L-cys浓度为0.5 g/L;添加Mg Cl2·6H2O对丁酸梭菌YM-83发酵产氢能力有显着影响,最适生长和产氢的Mg Cl2·6H2O浓度为0.15 g/L;在三种铁元素类型中,对丁酸梭菌YM-83产氢的促进作用从大到小依次为Fe2+>Fe3+>Fe,且最适生长和产氢的Fe Cl2·7H2O浓度为0.2 g/L。确定各种因素对丁酸梭菌YM-83的影响后,选择最适培养条件进行间歇实验,连续培养36 h后获得最大单位体积产气量为9,168 m L/L culture,单位体积产氢量为5,360 m L/L culture,比产氢率为2.15 mol H2/mol glucose,最大细胞干重为1.04 g/L。产氢量与初筛时相比提高了1.11倍。在培养基初始p H为6.5和7.5的条件下,对丁酸梭菌YM-83进行间歇实验测其产氢量,并在30 h时收集菌体进行代谢组学的研究。根据代谢组学分析结果,初始p H 6.5和7.5对比下,共检测到106种差异代谢产物,其中,二甲尿酸和烟酸2种物质的含量显着下调;乳酸、D-核糖-5-磷酸、脯氨酸、组氨酸、鸟嘌呤核苷、十八烷基甘油和血清素等104种物质的含量显着上调。差异代谢物主要富集在谷胱甘肽代谢途径、碳代谢途径、ABC转运蛋白、半乳糖代谢途径、氨基酸的生物合成、果糖和甘露糖代谢途径、赖氨酸降解途径、生物膜的形成、乙醛酸和二羧酸的代谢途径以及甲烷代谢等。综上所述,不同培养基初始p H值对丁酸梭菌YM-83的产氢能力和代谢产生了显着的影响。
李华华[9]（2019）在《哈尔滨产乙醇杆菌代谢调控分子机制研究》文中认为有机废水发酵法生物制氢技术具有能源回收与环保的双重优势,因此具有广阔的应用前景。产氢产乙醇发酵是产氢细菌中已知的主要产氢代谢途径之一,哈尔滨产乙醇杆菌（Ethanoligenens harbinense）是产氢产乙醇发酵的代表性产氢菌,也是乙醇型发酵产氢反应器的优势功能菌,然而目前该种属代谢的分子调控机制研究还未有效开展。本论文以E.harbinense的模式菌株YUAN-3为研究材料,采用定量蛋白质组学与乙酰化修饰蛋白组学研究策略,从分子水平上分析了菌株在不同生态因子作用下的蛋白质组变化,系统解析了菌株代谢调控和响应机制,为规模化乙醇型发酵制氢及其精准定向调控提供技术与理论支撑。乙酸是E.harbinense的两种液相代谢产物之一,也是抑制产氢发酵过程的主要因素之一,为了揭示乙酸抑制菌株YUAN-3发酵进程的机制,首先,本研究根据含不同浓度乙酸的PYG培养基的p H变化趋势,选择了10、20与30 m M的乙酸添加浓度,考察了菌株YUAN-3在不同浓度乙酸作用下的发酵产氢特性。结果显示,乙酸浓度的增加虽然没有显着影响各种代谢产物的产量,但是却降低了菌株的产气速率,延长了发酵时间。其次,建立与优化了蛋白质组分析样品的制备方法。结果表明,匀浆破碎法与苯酚抽提法联用的方法更适用于E.harbinense的蛋白质组分析样品制备。最后,利用定量蛋白质组学技术,筛查到277个蛋白的表达量在乙酸作用下发生了显着变化。在10、20、30 m M乙酸处理的YUAN-3样品中分别鉴定到78、121、216个差异表达蛋白。生物信息学分析表明,乙酸胁迫对菌株YUAN-3中的碱性蛋白、低分子量蛋白以及定位于细胞质中的蛋白影响更大。乙酸抑制了菌株YUAN-3中生长相关蛋白、碳源及磷元素吸收相关蛋白的表达,这是造成YUAN-3产气速率降低,发酵时间延长的主要原因。二氢嘧啶酶、二氢嘧啶脱氢酶与β-丙氨酸合酶等参与β-丙氨酸和嘧啶代谢途径的蛋白,以及硫氧还蛋白与过氧化物酶等氧化应激蛋白在菌株YUAN-3应对乙酸导致的细胞酸化中发挥重要的生理功能。为了探明E.harbinense代谢产物谱的改变机制,首先,通过考察乙醇累积下菌株YUAN-3产氢特性的变化,明确乙醇累积是导致菌株YUAN-3发生代谢产物谱改变的原因。在50、100、200 m M的外加乙醇作用下,菌株YUAN-3自身所生成的乙醇产量分别增加了15.1%、30.1%与27.4%。随着乙醇浓度增加（0-200 m M）,H2与乙酸产量大幅度减少。H2产量从1888.6±45.8 m L·L-1下降到837±64.7 m L·L-1,乙酸产量从1767.7±45 mg·L-1下降到160.6±44.7 mg·L-1,而CO2产量未发生显着变化。其次,利用定量蛋白质组学技术发现263个蛋白质的表达量在乙醇累积下发生了显着变化。50、100、200 m M乙醇处理的菌株YUAN-3样品中分别鉴定到48、153、147个差异表达蛋白。生物信息学分析发现乙醇累积对菌株YUAN-3中的酸性蛋白、高分子量蛋白以及定位于细胞质中的蛋白表达影响更大。双功能乙醛-Co A/乙醇脱氢酶（ADHE）在外加乙醇作用下表达量升高是导致菌株YUAN-3自身所生成的乙醇产量增加,H2与乙酸产量大幅度减少的主要原因。同时,乙醇累积显着影响了菌株YUAN-3中参与糖酵解的蛋白以及参与调控碳代谢与氮代谢的关键蛋白的表达,这也是造成菌株YUAN-3各个末端代谢产物的产量发生变化的原因。此外,脱硫铁氧还蛋白、谷胱甘肽过氧化物酶及组氨酸生物合成途径相关蛋白在菌株YUAN-3应对乙醇胁迫反应中发挥重要功能。对L-半胱氨酸提高菌株YUAN-3代谢活性的机制进行了解析,在发酵产氢特性方面,发现在0-2 m M范围内,培养基中L-半胱氨酸浓度的增加可以显着提高菌株YUAN-3的产氢速率、代谢产物产量以及生物量。同时,通过定量蛋白质组与乙酰化修饰蛋白组分析结果表明,L-半胱氨酸主要通过以下方式调控菌株YUAN-3的代谢活性:第一,培养基中L-半胱氨酸的浓度变化对菌株YUAN-3中L-半胱氨酸与L-甲硫氨酸代谢途径的蛋白表达产生了显着影响,推测在0-2 m M范围内增加L-半胱氨酸浓度可以减少菌株YUAN-3中L-同型半胱氨酸的积累,从而提高其代谢活性。第二,L-半胱氨酸通过影响参与能量代谢、细胞生长、细胞内酶活性调节等过程的蛋白乙酰化修饰来进一步调控菌株YUAN-3的代谢活性。第三,PYG培养基中添加L-半胱氨酸可以明显降低菌株YUAN-3的整体蛋白质乙酰化修饰水平,从而减少乙酰辅酶A的消耗,这也是L-半胱氨酸提高菌株代谢活性的原因。第四,菌株YUAN-3糖酵解及产氢产乙醇代谢途径中的蛋白受乙酰化修饰的密切调控。另外,该研究中鉴定到28%的E.harbinense基因组注释蛋白具有乙酰化修饰,证实了蛋白乙酰化修饰在E.harbinense中大量存在并具有重要的代谢调控作用。
陈红[10]（2013）在《B.R3菌株生物制氢系统发酵条件与化学增强技术研究》文中指出厌氧发酵生物制氢技术可将高浓度的有机废水和生物质（如复合固体废弃物、阴沟底泥等）等作为原材料（底物）进行氢气制取,这既可以解决环境问题又能产生氢气,同时由于其反应简单、可持续、稳定产氢、产氢速率高、反应器的设计、操作、管理简单方便等特点而越来越受到世界的关注。本文依据厌氧发酵生物制氢的产氢机理,研究了高效产氢菌种Biohydrogenbacterium R3sp.nov（以下简称B.R3）在间歇实验条件下的发酵产氢效能,以及不同发酵条件（包括起始pH值、温度、生物质底物等）、有机氮源、无机氮源、磷酸盐、以及各种金属离子及其浓度对其产氢发酵效能的影响作用,同时研究了在连续流实验条件下,高效产氢菌种B.R3以糖蜜废水为底物的连续发酵产氢效能。研究结果表明：起始pH值和温度对细胞生长和产氢量具有较明显的影响,与国内外学者的研究结果相比,当起始pH值为5.5时,B.R3的细胞干重和产氢量分别达到最大值0.63g/L和34.2mmol/L。当温度为30℃时B.R3的细胞干重与比产氢率达到最大值0.66g/L和1.0145molH2/mol葡萄糖,此时乙醇和乙酸的产量分别为3067.95mg/L与2554.57mg/L,低于或高于这个温度时,产氢率和细胞生长都会受到抑制。B.R3以葡萄糖、绵白糖、白砂糖、红糖、面粉、牛奶、玉米面、淀粉、糖蜜和琼脂分别为底物进行发酵产氢试验的结果表明,当以葡萄糖作为底物时,生物气体和氢气产量较高分别为187.5mol/L和89.28mol/L,氢气含量为47.62%,当以面粉、牛奶、玉米粉、淀粉和琼脂作为发酵底物时,B.R3的发酵产氢量极低,然而以牛奶、玉米粉作为底物时,B.R3的氢气含量却相对较高（36.92%和43.75%）。大部分学者的研究结果都显示糖类物质具有较高的产氢能力,而纤维类物质需要经过一定酸处理、碱处理等预处理方式才能被菌种利用产氢,因此不适宜作为生物制氢的底物选择,但是本文认为虽然目前这类物质作为发酵产氢底物时的产氢效率不高,但由于其含有较丰富的碳水化合物从而具有较高的产氢潜力,并且在我国农业大国的国情下,还是十分具有研究价值的,这样既可做到废弃物处理同时也满足了能源物质——-H2的生产。纯菌种在连续流条件下进行发酵产氢的研究相对混合菌种而言比较少,且实验时体积相对较小,因此本文以B.R3进行连续流厌氧发酵生物制氢,实验时总体积为20L,实验证明通过控制适宜的实验条件,可实现CSTR反应器连续产氢。实验进行时以有机负荷为4kgCOD/L·d启动,运行至第23d时有机负荷降为3kgCOD/L·d,运行至第49d时有机负荷降低为2kgCOD/L·d,运行过程中氢气产量与含量、末端发酵产物以及有机等随着反应器时间的运行而呈现不同变化。反应器运行1-23d时氢气产量与含量呈现波动性上升趋势,在这个阶段内当反应器运行至第23d时气体产量达到最大值24.904L/d；当反应器运行至第23～48d时,反应器内的产气量与氢气含量都比较稳定且较高,当反应器运行至第28d时,产气量达到最大值26.39L/d；当反应器运行至第49～61d时,反应器内的产气量与氢气含量都开始下降,当反应器运行至第51d时氢气产量降低到最低值0.90L/d,随着反应器的继续运行以及NaHCO3的添加,B.R3的产气量与氢气含量缓慢上升趋势。氮元素及对B.R3产氢发酵效能的影响研究结果显示有机氮源对B.R3的生长及产氢效能的促进作用大大高于无机氮源对其的促进作用。酵母粉是较有效的氮源提供者,能够更好的促进B.R3的细胞生长和发酵产氢。无机氮源对发酵产氢细菌的发酵产氢效能促进作用不明显,因此在培养基中加入有机氮源（尤其是酵母粉）对于提高B.R3的发酵产氢效能是十分必要的。磷元素及对B.R3产氢发酵效能的影响研究结果显示磷酸氢二钾对B.R3的生长及产氢效能都具有良好的促进作用,在反应器内起始pH值为5.5,温度为30℃并且以酵母粉作为氮源时,当磷酸氢二钾浓度为1.5g/L时,B.R3的生物气体产量、氢气产量以及产氢率都达到最大值,分别为4960mL/L-培养基,2107.5mL/L·培养基和1.93mol H2/mol葡萄糖。磷酸氢二钾对培养基中的pH值具有较好的缓冲作用,当培养基内添加了磷酸氢二钾时其pH值始终维持在3.0～5.0范围内。磷酸盐缓冲溶液对B.R3的发酵产氢效能以及缓冲培养基终pH值同样也具有较良好的促进作用,当磷酸盐缓冲溶液浓度为0.15mol时,B.R3的生物气体、氢气产量和平均产氢速率分别达到最大值3860mL/L-培养基,1832.7mL H2/L·培养基和2.6324mmol H2/g·cell-h。综合对比NH4HCO3、NaHCO3、Na2CO3、K2HPO4、KH2PO4、NaH2PO4和Na2HPO4对B.R3产氢效能的影响,反应器内添加了Na2HPO4与K2HPO4的B.R3的氢气产量与氢气含量达到最高值,分别为1978.56mL/L培养基、44.1%与2160.9mL/L-培养基、45.8%。金属离子对产氢菌种发酵产氢效能的影响实验表明,在反应器内起始pH值为5.5,温度为30℃并且以酵母粉作为氮源条件下,当CoCl2浓度为0.05mg/L,B.R3的氢气产量达到最大值为205mL/L·培养基,当添加Fe粉浓度为200mg/L时,B.R3的氢气产量达到最大值为315mL/L-培养基,当添加Fe2+浓度为40mg/L时,B.R3的氢气产量达到最大值为281mL/L·培养基,当添加Cu2+浓度为0.03mg/L时,B.R3产氢量达到最大值192mL/L·培养基,当添加Zn2+浓度为0.2mg/L时,B.R3产氢量达到最大值144.2mL/L·培养基。
二、一株发酵产氢细菌对戊糖的氢气转换及产氢机理（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一株发酵产氢细菌对戊糖的氢气转换及产氢机理（论文提纲范文）
（2）光发酵生物膜反应器强化产氢运行调控与机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 氢能发展现状与趋势 |
| 1.2 生物制氢 |
| 1.2.1 光解水制氢 |
| 1.2.2 暗发酵制氢 |
| 1.2.3 光发酵制氢 |
| 1.2.4 暗-光耦合发酵制氢 |
| 1.3 光发酵制氢强化策略 |
| 1.3.1 碳源优化 |
| 1.3.2 氮源优化 |
| 1.3.3 光照选择 |
| 1.4 光发酵制氢与固定化 |
| 1.4.1 光发酵细菌存在形态 |
| 1.4.2 光发酵细菌固定化方式 |
| 1.4.3 生物膜和胞外聚合物 |
| 1.5 生物膜强化光发酵制氢 |
| 1.5.1 光发酵生物膜反应器设计 |
| 1.5.2 光源设计 |
| 1.5.3 载体改性 |
| 1.6 生物膜法光发酵制氢面临的问题 |
| 1.6.1 光发酵生物膜反应器运行调控关键参数研究少 |
| 1.6.2 生物膜强化光发酵制氢机制待确定 |
| 1.7 本论文的研究内容 |
| 1.8 技术路线 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 菌种来源 |
| 2.1.2 培养基 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 载体选择 |
| 2.2.2 反应器类型 |
| 2.2.3 反应器运行 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 实验样品的选取 |
| 2.3.2 生物膜形态特征观察 |
| 2.3.3 样品的提取 |
| 2.3.4 衰亡期菌体处理 |
| 2.3.5 D-半胱氨酸对反应器运行的影响探究 |
| 2.4 检测方法 |
| 2.4.1 生物量检测 |
| 2.4.2 氢气浓度检测 |
| 2.4.3 乙酸浓度检测 |
| 2.4.4 L-半胱氨酸浓度检测 |
| 2.4.5 活死细胞鉴定 |
| 2.4.6 蛋白质测量 |
| 2.4.7 胞外聚合物结构组分测量 |
| 2.5 分析方法 |
| 2.5.1 蛋白质组分析 |
| 2.5.2 细菌胞外聚合物图像合成及三维分布 |
| 2.6 试验数据处理与分析方法 |
| 第3章 衰亡期菌体对光发酵生物膜反应器的产氢启动调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光发酵生物膜反应器运行情况 |
| 3.2.1 光发酵生物膜反应器产氢效能 |
| 3.2.2 光发酵生物膜形态 |
| 3.3 衰亡期菌体对反应器产氢效能影响 |
| 3.3.1 反应器运行第0 天添加衰亡期菌体产氢效果 |
| 3.3.2 反应器运行第2 天添加衰亡期菌体产氢效果 |
| 3.3.3 添加衰亡期菌体调控反应器的启动 |
| 3.3.4 影响反应器产氢效能的因素分析 |
| 3.3.5 添加其他稳定期和衰亡期菌体下反应器的运行情况 |
| 3.4 添加衰亡期菌体对光发酵细菌生长的影响 |
| 3.4.1 反应器运行第0 天添加衰亡期菌体后生物量生长 |
| 3.4.2 反应器运行第2 天添加衰亡期菌体后生物量生长 |
| 3.4.3 影响反应器内生物量因素分析 |
| 3.5 衰亡期菌体不同处理方式比较 |
| 3.5.1 不同处理方式对反应器产氢速率的影响 |
| 3.5.2 不同处理方式调控反应器运行的数据分析 |
| 3.6 衰亡期菌体和生物膜对于光发酵制氢影响的探讨 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 D-半胱氨酸对光发酵生物膜反应器运行的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 D-半胱氨酸对反应器运行的影响 |
| 4.2.1 L-半胱氨酸调控光发酵生物膜制氢反应器运行效果 |
| 4.2.2 添加D-半胱氨酸光发酵制氢反应器产氢情况 |
| 4.2.3 无牛肉膏条件下D-半胱氨酸对反应器的影响 |
| 4.2.4 D-半胱氨酸对光发酵细菌生长的影响 |
| 4.3 不同条件D-半胱氨酸对于反应器运行的影响 |
| 4.3.1 不同浓度D-半胱氨酸下反应器启动情况 |
| 4.3.2 低浓度D-半胱氨酸对反应器整体运行情况 |
| 4.3.3 D-半胱氨酸对光发酵细菌产氢和生长调控 |
| 4.3.4 D-半胱氨酸不同添加时间对反应器的调控 |
| 4.3.5 D-半胱氨酸与生物量对反应器的快速产氢的影响 |
| 4.4 D-半胱氨酸抑制反应器效能及机制分析 |
| 4.4.1 初始D-半胱氨酸浓度和生物量调控下的菌体增长 |
| 4.4.2 不同D-半胱氨酸与初始生物量条件下反应器产氢启动情况 |
| 4.4.3 D-半胱氨酸对菌体存活的影响 |
| 4.4.4 D-半胱氨酸调控光发酵制氢反应器机制探讨 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于蛋白质组和EPS结构的生物膜强化光发酵产氢机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 生物膜反应器和对照组反应器细菌的蛋白质变化 |
| 5.2.1 蛋白质组取样点的选择 |
| 5.2.2 蛋白质组整体比较 |
| 5.3 生物膜形成后光发酵细菌蛋白表达差异 |
| 5.3.1 蛋白整体表达区别 |
| 5.3.2 差异蛋白比较 |
| 5.3.3 差异蛋白网络分析 |
| 5.4 生物膜调控蛋白质组代谢通路 |
| 5.4.1 蛋白质组代谢通路GO分析 |
| 5.4.2 蛋白质组代谢通路KEGG分析 |
| 5.5 生物膜反应器中光发酵细菌EPS分析 |
| 5.5.1 生物膜影响下不同细菌EPS结构差异 |
| 5.5.2 EPS中蛋白质二级结构变化 |
| 5.6 生物膜强化光发酵产氢机制分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 论文的主要创新点 |
| 建议与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 生物膜反应器与对照组反应器中筛选的243 种差异蛋白 |
| 附录2 生物膜反应器相比于对照组反应器的上调和下调GO项目 |
| 附录3 生物膜反应器相比于对照组反应器的富集KEGG通路 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| (一)发表的学术论文 |
| 主要期刊论文 |
| (二)参与的科研项目及获奖情况 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）高效产氢光合细菌的筛选及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 花生壳应用研究现状 |
| 1.2.1 生物质资源 |
| 1.2.2 花生壳简介 |
| 1.2.3 花生壳应用的研究现状 |
| 1.3 光合细菌简介 |
| 1.3.1 生物制氢研究进展 |
| 1.3.2 光合细菌的定义及分类 |
| 1.3.3 光合细菌的分离及鉴定 |
| 1.3.4 光合细菌的培养基类别 |
| 1.3.5 光合细菌以糖类为底物的产氢研究 |
| 1.3.6 光合细菌以水解液为底物的产氢研究 |
| 1.3.7 光合细菌的产氢条件优化研究 |
| 1.4 研究目的与意义,研究内容 |
| 1.4.1 研究目的与意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3技术路线图 |
| 2 花生壳水解工艺研究 |
| 2.1 实验材料与方法 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验方法 |
| 2.1.3 花生壳酸、碱及酶水解 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 花生壳酸水解工艺条件优化分析 |
| 2.2.2 花生壳碱水解工艺条件优化分析 |
| 2.2.3 花生壳酶水解工艺条件优化分析 |
| 2.2.4花生壳水解工艺结果对比 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 高效产氢光合细菌分离纯化及产氢条件优化研究 |
| 3.1 实验材料与方法 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 光合细菌培养基 |
| 3.1.3 光合细菌产氢液 |
| 3.1.4 实验方法 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 菌种纯化鉴定 |
| 3.2.2 碳源对产氢的影响 |
| 3.2.3 氮源对产氢的影响 |
| 3.2.4 产氢液初始pH对产氢的影响 |
| 3.2.5 产氢液盐度对产氢的影响 |
| 3.2.6 产氢液磷酸盐浓度对产氢的影响 |
| 3.2.7 碳源浓度对产氢的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 响应面法研究花生壳水解液对Rhodobacter sphaeroides. LZY01产氢性能的影响 |
| 4.1 实验材料与方法 |
| 4.1.1 实验材料 |
| 4.1.2 实验方法 |
| 4.1.3 实验设计 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 回归分析及方差分析 |
| 4.2.2 三个因素对产氢量的影响 |
| 4.2.3 验证实验结果讨论 |
| 4.2.4 相关纤维素水解液制氢的产氢量 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（5）纳米金属粒子耦合的固定化光合细菌转化PHL产氢研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 硫酸盐预水解液(PHL)组分的分离与应用研究 |
| 1.2.1 PHL主要组分分离方法 |
| 1.2.2 PHL中主要组分的应用研究现状 |
| 1.3 金属粒子对光发酵制氢的影响研究 |
| 1.3.1 金属离子的添加对生物发酵制氢的影响 |
| 1.3.2 纳米粒子的添加对生物发酵制氢的影响 |
| 1.3.3 生物光发酵处理废水并制氢研究进展 |
| 1.4 固定化微生物技术及其研究进展 |
| 1.4.1 固定化微生物技术的方法和特点 |
| 1.4.2 固定化微生物载体的制备与选择 |
| 1.4.3 固定化微生物处理废水并资源化利用研究进展 |
| 1.5 本论文的研究目的及内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 2 光合细菌HY01产氢优化及金属粒子对产氢的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料和方法 |
| 2.2.1 实验菌株和培养基 |
| 2.2.2 仪器和试剂 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.2.4 分析测定方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 光合细菌HY01的形貌分析 |
| 2.3.2 HY01的产氢特性分析及产氢条件的优化 |
| 2.3.3 HY01中添加不同金属离子的产氢特性分析 |
| 2.3.4 HY01中添加不同纳米金属粒子的产氢特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 游离光合细菌HY01转化PHL模拟液的产氢性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料和方法 |
| 3.2.1 实验菌株和培养基 |
| 3.2.2 仪器与试剂 |
| 3.2.3 实验方法 |
| 3.2.4 分析测定方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 苯酚浓度对光发酵产氢的影响 |
| 3.3.2 乙酸浓度对光发酵产氢的影响 |
| 3.3.3 光合细菌利用PHL模拟液产氢特性分析 |
| 3.3.4 树脂对苯酚的解毒及其对产氢的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 固定化光合细菌HY01转化PHL模拟液的产氢特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料和方法 |
| 4.2.1 实验菌株和培养基 |
| 4.2.2 仪器和试剂 |
| 4.2.3 实验方法 |
| 4.2.4 分析测定方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 光合细菌固定化包埋载体的选择与优化 |
| 4.3.2 Fe_3O_4-NPs@HY01复合微球产氢的条件优化 |
| 4.3.3 Fe_3O_4-NPs@HY01复合微球转化PHL模拟液产氢特性分析 |
| 4.3.4 不同的保藏方式和时间对生物产氢的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论、创新点和展望 |
| 5.1 本论文主要结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（6）Klebsiella sp发酵木质纤维素水解液合成生物氢的代谢途径优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 氢能源的开发利用概述 |
| 1.2 生物制氢研究现状 |
| 1.2.1 生物制氢的方法 |
| 1.2.2 生物制氢的原料 |
| 1.3 暗发酵制氢的研究进展 |
| 1.3.1 暗发酵制氢的原理 |
| 1.3.2 暗发酵产氢的代谢工程改造和调控 |
| 1.3.3 基于木质纤维素利用的暗发酵产氢研究进展 |
| 1.4 课题研究思路和内容 |
| 1.5 技路线图 |
| 第2章 超量表达[Ni-Fe]氢酶大亚基基因(hycG)对Klebsiella sp.WL1316发酵产氢的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料和方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 Ni~(2+)对Klebsiella sp.发酵棉秆水解糖液产氢过程的影响 |
| 2.3.2 [N-iFe]氢酶大亚基hycG基因的克隆、分析和基因重组菌株的构建 |
| 2.3.3 [Ni-Fe]氢酶大亚基的SDS-PAGE检测结果与分析 |
| 2.3.4 hycG基因表达对Klebsiella sp.发酵产氢过程的影响 |
| 2.3.5 hycG基因表达对Klebsiella sp代谢物谱的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超量表达甲酸氢裂解酶基因(fhl)对Klebsiella sp.WL1316发酵产氢的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料和方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 甲酸氢裂解酶基因(fhl)的克隆、分析和重组菌株的构建 |
| 3.3.2 甲酸氢裂解酶的SDS-PAGE检测结果与分析 |
| 3.3.3 基因表达Klebsiella sp.发酵产氢结果与分析 |
| 3.3.4 fhl基因表达对Klebsiella sp.代谢物谱的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 在Klebsiella sp.WL13 16中共表达[Ni-Fe]氢酶和甲酸氢裂解酶基因对发酵产氢的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 共表达菌株的构建 |
| 4.2.2 改造菌株的发酵 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 共表达菌株构建 |
| 4.3.2 发酵产氢结果与分析 |
| 4.3.3 fhl与hycG基因表达对Klebsiella sp.代谢物谱的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表论文 |
| 致谢 |
| 附录 |
（7）代谢工程改造嗜热厌氧杆菌（Thermoanaerobacterium aotearoense SCUT27）强化氢气合成（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 生物制氢介绍 |
| 1.2.1 暗发酵制氢微生物 |
| 1.2.2 暗发酵制氢的类型 |
| 1.3 嗜热厌氧菌产氢的研究进展 |
| 1.3.1 嗜热厌氧菌发酵产氢气的优势 |
| 1.3.2 嗜热厌氧菌的代谢途径 |
| 1.3.3 嗜热厌氧菌中氢气代谢途径关键酶的研究 |
| 1.4 提高微生物氢气生产能力的方法 |
| 1.4.1 传统改良方法 |
| 1.4.2 驯化 |
| 1.4.3 代谢工程改造 |
| 1.5 其它影响菌株氢气产量的因素 |
| 1.5.1 温度的影响 |
| 1.5.2 pH值的影响 |
| 1.5.3 金属离子的影响 |
| 1.6 本课题的主要意义及内容 |
| 1.6.1 本课题的主要研究意义 |
| 1.6.2 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 强化T.aotearoense SCUT27 胞内NADH供给提高氢气产量 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.1.1 菌株和质粒 |
| 2.2.1.2 本章所用引物 |
| 2.2.2 实验试剂和仪器 |
| 2.2.3 培养基和溶液配制 |
| 2.2.4 实验方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 nfnAB基因敲除载体的构建 |
| 2.3.2 电转化单克隆的验证 |
| 2.3.3 工程菌SCUT27/nfnAB摇瓶发酵动力学 |
| 2.3.4 nfnAB基因敲除对胞内NADH/NAD~+比例影响 |
| 2.3.5 培养基中添加CaCO_3对发酵的影响 |
| 2.3.6 发酵廉价木质纤维素水解液产氢动力学研究 |
| 2.3.7 5-L发酵罐中廉价木质纤维素水解液发酵产氢动力学研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 降低T.aotearoense SCUT27 乙醇合成提高氢气产量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 菌株和质粒 |
| 3.2.2 本章所用引物 |
| 3.2.3 实验试剂和仪器 |
| 3.2.4 培养基和溶液配制 |
| 3.2.5 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 adhE定点突变载体的构建 |
| 3.3.2 nfnAB敲除载体的构建 |
| 3.3.3 电转化单克隆的验证 |
| 3.3.4 SCUT27/adhE~(G544D)摇瓶发酵动力学研究 |
| 3.3.5 SCUT27和SCUT27/adhE~(G544D) Adh E酶活测定 |
| 3.3.6 SCUT27/adhE~(G544D)/nfnAB摇瓶发酵动力学 |
| 3.3.7 培养基中添加Fe/C化合物对发酵产氢的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 强化T.aotearoense SCUT27 氢气合成途径提高氢气产量 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 菌株和质粒 |
| 4.2.2 本章所用引物 |
| 4.2.3 实验试剂和仪器 |
| 4.2.4 培养基和溶液配制 |
| 4.2.5 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 氢气合成相关基因表达载体的构建结果 |
| 4.3.2 自身氢气合成相关基因表达工程菌摇瓶发酵动力学 |
| 4.3.3 外源氢气合成相关基因表达工程菌摇瓶发酵动力学 |
| 4.3.4 内外源氢气合成相关基因串联表达工程菌摇瓶发酵动力学 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于Cre/lox的可重复遗传操作系统的建立及高产氢气工程菌的构建 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料 |
| 5.2.1 菌株和质粒 |
| 5.2.2 本章所用引物 |
| 5.2.3 实验试剂和仪器 |
| 5.2.4 培养基和溶液配制 |
| 5.2.5 实验方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 载体构建结果 |
| 5.3.2 adhE定点突变结果 |
| 5.3.3 卡那霉素抗性基因kan的切除 |
| 5.3.4 载体p IKM1-cre的消除 |
| 5.3.5 载体p IKM1-cre对菌株代谢的影响 |
| 5.3.6 SCUT27/adhE~(G544D)菌株中nfn AB基因的敲除 |
| 5.3.7 SCUT27/adhE~(G544D)/nfnAB菌株中ldh基因敲除以提高氢气产量 |
| 5.3.8 SCUT27/adhE~(G544D)/nfnAB/ldh/hfs B/hyd Gc的构建及其产氢研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 论文创新性 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附表 |
（8）丁酸梭菌的产氢影响因素及其代谢特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要缩略语 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 厌氧发酵制氢技术 |
| 1.2.1 厌氧发酵产氢途径 |
| 1.2.2 混合菌群产氢 |
| 1.2.3 纯菌种产氢 |
| 1.3 丁酸梭菌发酵制氢 |
| 1.3.1 丁酸梭菌发酵产氢代谢类型 |
| 1.3.2 丁酸梭菌发酵产氢影响因素 |
| 1.4 代谢组学在生物制氢研究中的应用 |
| 1.4.1 代谢组学 |
| 1.4.2 代谢组学在生物制氢技术中的研究进展 |
| 1.5 课题背景 |
| 1.5.1 课题目的及意义 |
| 1.5.2 课题主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料、仪器及反应装置 |
| 2.1.1 实验菌种 |
| 2.1.2 实验药品 |
| 2.1.3 主要仪器设备 |
| 2.1.4 实验装置 |
| 2.1.5 培养基 |
| 2.2 化学分析项目 |
| 2.2.1 产气量的测定 |
| 2.2.2 氢气含量的测定 |
| 2.2.3 培养液pH值的测定 |
| 2.2.4 菌体细胞干重的测定 |
| 2.2.5 比产氢率的计算 |
| 2.3 厌氧发酵产氢细菌的分离和筛选 |
| 2.3.1 样品采集 |
| 2.3.2 富集培养 |
| 2.3.3 分离纯化 |
| 2.3.4 菌种筛选 |
| 2.3.5 厌氧培养基配制方法 |
| 2.3.6 菌种保存 |
| 2.4 菌种鉴定 |
| 2.4.1 菌株的菌落形态观察 |
| 2.4.2 菌株的染色鉴定 |
| 2.4.3 菌株的扫描电子显微镜观察 |
| 2.4.4 菌株的分子生物学鉴定 |
| 2.5 产氢影响因素实验设置 |
| 2.6 代谢组学分析 |
| 2.6.1 样品制备 |
| 2.6.2 实验前处理 |
| 2.6.3 气相色谱-质谱分析条件 |
| 2.6.4 数据处理及分析 |
| 第3章 厌氧发酵产氢细菌的筛选与鉴定 |
| 3.1 菌株的分离和筛选 |
| 3.2 菌株的形态学观察 |
| 3.3 菌株的分子生物学鉴定 |
| 3.3.1 16SrDNA基因扩增 |
| 3.3.2 16SrDNA基因序列分析 |
| 3.3.3 基于16S r DNA序列的系统发育树 |
| 3.4 丁酸梭菌YM-83 的生长特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 丁酸梭菌YM-83 产氢的影响因素分析 |
| 4.1 温度对YM-83 菌株生长和产氢的影响 |
| 4.1.1 温度对YM-83 菌株产氢的影响 |
| 4.1.2 温度对YM-83 菌株生长的影响 |
| 4.1.3 温度对YM-83 菌株培养液pH值的影响 |
| 4.2 初始pH对 YM-83 菌株生长和产氢的影响 |
| 4.2.1 初始pH对 YM-83 菌株产氢的影响 |
| 4.2.2 初始pH对 YM-83 菌株生长的影响 |
| 4.2.3 初始pH对 YM-83 菌株培养液pH值的影响 |
| 4.3 葡萄糖浓度对YM-83 菌株生长和产氢的影响 |
| 4.3.1 葡萄糖浓度对YM-83 菌株产氢的影响 |
| 4.3.2 葡萄糖浓度对YM-83 菌株生长的影响 |
| 4.3.3 葡萄糖浓度对YM-83 菌株培养液pH值的影响 |
| 4.4 L-cys对 YM-83 菌株生长和产氢的影响 |
| 4.4.1 L-cys浓度对YM-83 菌株产氢的影响 |
| 4.4.2 L-cys浓度对YM-83 菌株生长的影响 |
| 4.4.3 L-cys浓度对YM-83 菌株培养液pH值的影响 |
| 4.5 Mg~(2+)对YM-83 菌株生长和产氢的影响 |
| 4.5.1 Mg~(2+)浓度对YM-83 菌株产氢的影响 |
| 4.5.2 Mg~(2+)浓度对YM-83 菌株生长的影响 |
| 4.5.3 Mg~(2+)浓度对YM-83 菌株培养液pH值的影响 |
| 4.6 铁元素对YM-83 菌株生长和产氢的影响 |
| 4.6.1 铁元素类型对YM-83 菌株产氢的影响 |
| 4.6.2 铁元素类型对YM-83 菌株生长的影响 |
| 4.6.3 铁元素类型对YM-83 菌株培养液pH值的影响 |
| 4.7 Fe~(2+)对YM-83 菌株生长和产氢的影响 |
| 4.7.1 Fe~(2+)浓度对YM-83 菌株产氢的影响 |
| 4.7.2 Fe~(2+)浓度对YM-83 菌株生长的影响 |
| 4.7.3 Fe~(2+)浓度对YM-83 菌株培养液pH值的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 丁酸梭菌YM-83 代谢组学分析 |
| 5.1 研究对象选择 |
| 5.2 样品质控 |
| 5.3 样品的主成分分析 |
| 5.4 样品的正交偏最小二乘方-判别分析 |
| 5.5 差异代谢物的筛选 |
| 5.6 差异代谢物的聚类分析 |
| 5.7 KEGG代谢途径分析 |
| 5.8 初始pH对丁酸梭菌YM-83 产氢代谢的影响 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 QC、pH6.5和pH7.5 样本代谢总离子流图 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（9）哈尔滨产乙醇杆菌代谢调控分子机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 氢能源与生物制氢技术 |
| 1.2.1 氢能源需求与发展现状 |
| 1.2.2 生物制氢技术 |
| 1.3 暗发酵制氢的研究进展 |
| 1.3.1 产氢菌的筛选 |
| 1.3.2 暗发酵产氢菌的产氢代谢途径 |
| 1.3.3 混合菌群发酵类型及优势菌群 |
| 1.3.4 影响发酵的主要生态因子 |
| 1.4 环境蛋白质组学的研究现状 |
| 1.4.1 蛋白质组学技术的研究策略 |
| 1.4.2 揭示污染物的微生物降解机制 |
| 1.4.3 解析环境微生物代谢调控机制 |
| 1.4.4 细菌乙酰化修饰蛋白质组研究 |
| 1.5 产乙醇杆菌属产氢菌的研究现状 |
| 1.5.1 哈尔滨产乙醇杆菌的分离 |
| 1.5.2 产氢条件的优化 |
| 1.5.3 哈尔滨产乙醇杆菌分子生物学研究 |
| 1.5.4 目前研究面临的主要问题 |
| 1.6 研究目的与内容 |
| 1.6.1 研究的目的与意义 |
| 1.6.2 课题主要研究内容 |
| 1.6.3 技术路线 |
| 第2章 材料与方法 |
| 2.1 主要仪器设备和实验试剂 |
| 2.1.1 主要试剂 |
| 2.1.2 主要仪器 |
| 2.1.3 菌株培养条件与取样方法 |
| 2.1.4 主要试剂配制 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 发酵产物分析 |
| 2.2.2 蛋白样品制备 |
| 2.2.3 蛋白浓度检测 |
| 2.2.4 双向电泳 |
| 2.2.5 TMT标记 |
| 2.2.6 iTRAQ标记 |
| 2.2.7 肽段脱盐与乙酰化肽段免疫亲和纯化富集 |
| 2.2.8 质谱分析 |
| 2.2.9 生物信息学分析 |
| 第3章 乙酸抑制E.harbinense发酵进程的分子机制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 乙酸对菌株YUAN-3发酵产氢特性的影响 |
| 3.3 哈尔滨产乙醇杆菌蛋白质组分析样品的制备优化 |
| 3.3.1 不同破碎方法对蛋白提取量的影响 |
| 3.3.2 不同蛋白提取方法的双向电泳对比 |
| 3.4 菌株YUAN-3在乙酸处理下的蛋白质组分析 |
| 3.4.1 差异表达蛋白质的鉴定 |
| 3.4.2 差异表达蛋白的整体变化趋势 |
| 3.4.3 差异表达蛋白的COG分类 |
| 3.4.4 聚类分析与代谢通路富集 |
| 3.4.5 差异表达蛋白的互作网络构建 |
| 3.5 乙酸影响菌株YUAN-3发酵的分子机制分析 |
| 3.5.1 乙酸造成菌株YUAN-3细胞内部酸化 |
| 3.5.2 乙酸抑制生长相关蛋白表达 |
| 3.5.3 乙酸抑制碳源及磷吸收相关蛋白表达 |
| 3.5.4 菌株YUAN-3应对乙酸胁迫的分子机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 乙醇导致E.harbinense代谢产物谱改变的机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 乙醇累积对菌株YUAN-3发酵产氢的影响 |
| 4.3 乙醇累积培养下的菌株YUAN-3蛋白质组分析 |
| 4.3.1 差异表达蛋白质的鉴定 |
| 4.3.2 差异表达蛋白的整体变化趋势 |
| 4.3.3 差异表达蛋白的功能划分 |
| 4.3.4 聚类分析与代谢通路富集 |
| 4.3.5 差异表达蛋白的互作网络构建 |
| 4.4 菌株YUAN-3在乙醇累积下的分子反应机制分析 |
| 4.4.1 乙醇抑制菌株YUAN-3产氢产乙酸的分子机制 |
| 4.4.2 乙醇影响碳氮代谢调控功能的蛋白 |
| 4.4.3 菌株YUAN-3应对乙醇累积的分子机制 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 L-半胱氨酸提高E.harbinense代谢活性的机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 L-半胱氨酸对菌株YUAN-3发酵产氢的影响 |
| 5.3 菌株YUAN-3在L-半胱氨酸处理下的蛋白质组分析 |
| 5.3.1 差异表达蛋白质的鉴定 |
| 5.3.2 差异表达蛋白的GO分类与富集分析 |
| 5.3.3 差异蛋白参与的代谢通路富集 |
| 5.3.4 参与L-半胱氨酸与L-甲硫氨酸代谢的蛋白 |
| 5.4 L-半胱氨酸处理下的菌株YUAN-3乙酰化修饰蛋白质组 |
| 5.4.1 乙酰化修饰蛋白的鉴定 |
| 5.4.2 乙酰化修饰蛋白质组的定量分析 |
| 5.4.3 乙酰化与乙酰化差异蛋白功能分类 |
| 5.4.4 乙酰化差异蛋白与总蛋白功能对比 |
| 5.4.5 糖酵解与产氢产乙醇的乙酰化蛋白 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）B.R3菌株生物制氢系统发酵条件与化学增强技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 氢能与生物制氢技术 |
| 1.2.1 氢能的研究现状 |
| 1.2.2 发酵法生物制氢研究 |
| 1.3 厌氧发酵产氢机理 |
| 1.3.1 发酵法生物制氢的经典发酵类型 |
| 1.3.2 影响发酵制氢系统产氢能力的生态因子 |
| 1.4 糖蜜废水 |
| 1.4.1 糖蜜组成成分 |
| 1.4.2 糖蜜利用现状 |
| 1.5 本课题的来源、目的、意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 目的与意义 |
| 1.5.3 研究内容与创新性 |
| 2 试验装置、材料与方法 |
| 2.1 试验装置 |
| 2.1.1 间歇试验装置 |
| 2.1.2 连续流试验装置 |
| 2.2 实验材料与方法 |
| 2.2.1 试验菌种 |
| 2.2.2 CSTR反应器运行时的底物 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.3 化项目分析与方法 |
| 2.3.1 氢气含量的测定 |
| 2.3.2 液相末端发酵产物的测定 |
| 2.3.3 产氢微生物细胞干重的测定 |
| 2.3.4 氧化还原电位的测定 |
| 2.3.5 葡萄糖含量的测定 |
| 3 纯培养发酵生物制氢系统的建立 |
| 3.1 B.R3形态学与生理生化特性分析 |
| 3.1.1 B.R3形态学与生理生化分析项目与方法 |
| 3.1.2 B.R3形态学与生理生化鉴定 |
| 3.2 B.R3产氢特性与调控 |
| 3.2.1 不同起始pH值对B.R3产氢效能的影响 |
| 3.2.2 不同温度对B.R3产氢效能的影响 |
| 3.2.3 不同底物对B.R3产氢效能的影响 |
| 3.3 以糖蜜废水为底物的产氢生态系统的建立 |
| 3.3.1 反应器运行过程中B.R3产氢效能的变化 |
| 3.3.2 反应器运行过程中液相末端发酵产物与pH值的变化 |
| 3.3.3 反应器运行过程中COD去除率的变化 |
| 3.3.4 反应器运行过程中氧化还原电位的变化 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 生物制氢发酵系统的氮素、磷素调控 |
| 4.1 氮对生物制氢菌种生长的影响与产氢效应 |
| 4.1.1 氮素循环 |
| 4.1.2 有机氮源对B.R3产氢的影响 |
| 4.1.3 无机氮源对B.R3发酵产氢的影响 |
| 4.2 磷对生物制氢菌种生长的影响与产氢效应 |
| 4.2.1 磷的功能 |
| 4.2.2 K_2HPO_4对菌株B.R3发酵产氢效能的影响 |
| 4.2.3 磷酸盐缓冲溶液(PBS：K_2HPO_4+KH_2PO_4)对B.R3产氢发酵的影响 |
| 4.3 磷酸盐与碳酸盐对B.R3产氢发酵效能的影响 |
| 4.3.1 磷酸盐和碳酸盐对B.R3产氢效能的影响 |
| 4.3.2 磷酸盐和碳酸盐对B.R3液相末端产物及pH值的影响 |
| 4.3.3 磷酸盐和碳酸盐对B.R3葡萄糖利用率和细胞干重的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 生物制氢发酵系统的金属盐类调控 |
| 5.1 钴对生物制氢菌种发酵产氢效能的影响 |
| 5.1.1 不同浓度Co~(2+)对B.R3产氢效能的影响 |
| 5.1.2 不同浓度Co~(2+)对B.R3细胞浓度与葡萄糖利用率的影响 |
| 5.1.3 不同浓度Co~(2+)对B.R3液相末端发酵产物和pH值的影响 |
| 5.2 铁对生物制氢菌种生长的影响与产氢效应 |
| 5.2.1 不同浓度Fe粉和Fe~(2+)对B.R3产氢与生长效能的影响 |
| 5.2.2 不同浓度Fe粉和Fe~(2+)对B.R3液相末端发酵产物的影响 |
| 5.3 铜对生物制氢菌种生长的影响与产氢效应 |
| 5.3.1 不同浓度Cu~(2+)对B.R3产氢效能的影响 |
| 5.3.2 不同浓度Cu~(2+)对B.R3细胞生长的影响 |
| 5.3.3 不同浓度Cu~(2+)对B.R3液相末端发酵产物与pH值的影响 |
| 5.4 锌对生物制氢菌种发酵产氢效能的影响 |
| 5.4.1 不同浓度Zn~(2+)对B.R3氢气产量与含量的影响 |
| 5.4.2 不同浓度Zn~(2+)对B.R3液相末端发酵产物与pH值的影响 |
| 5.4.3 不同浓度Zn~(2+)对B.R3细胞生长与葡萄糖消耗的影响 |
| 5.5 不同金属离子对生物制氢菌种生长的影响与产氢效应 |
| 5.5.1 金属离子对菌株B.R3氢气产量的影响 |
| 5.5.2 金属离子对菌株B.R3细胞干重及葡萄糖利用率的影响 |
| 5.5.3 金属离子对菌株B.R3液相末端发酵产物及pH值的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、一株发酵产氢细菌对戊糖的氢气转换及产氢机理（论文参考文献）
- [1]基于木质纤维素原料的光合制氢过程强化研究[D]. 马帅帅. 华北水利水电大学, 2021
- [2]光发酵生物膜反应器强化产氢运行调控与机制[D]. 温汉泉. 哈尔滨工业大学, 2021
- [3]有机固废厌氧发酵产物的转化制备与应用进展[J]. 王凯军,石川,刘越. 环境工程学报, 2021(06)
- [4]高效产氢光合细菌的筛选及其应用研究[D]. 吕政颐. 陕西科技大学, 2021(09)
- [5]纳米金属粒子耦合的固定化光合细菌转化PHL产氢研究[D]. 陈朵. 陕西科技大学, 2021(09)
- [6]Klebsiella sp发酵木质纤维素水解液合成生物氢的代谢途径优化[D]. 尤少林. 安徽工程大学, 2020(04)
- [7]代谢工程改造嗜热厌氧杆菌（Thermoanaerobacterium aotearoense SCUT27）强化氢气合成[D]. 李阳. 华南理工大学, 2020(02)
- [8]丁酸梭菌的产氢影响因素及其代谢特性的研究[D]. 尹梦. 上海师范大学, 2020(07)
- [9]哈尔滨产乙醇杆菌代谢调控分子机制研究[D]. 李华华. 哈尔滨工业大学, 2019
- [10]B.R3菌株生物制氢系统发酵条件与化学增强技术研究[D]. 陈红. 东北林业大学, 2013(02)