丙酮丁醇梭菌生物膜组成、结构及耐受性机制初探

摘要

经济社会的快速发展,带来了能源耗竭、环境污染等问题,因而开发有利于可持续发展的新能源生产技术成为热点,清洁、可再生的生物质能源——生物丁醇广受关注.通过特异性酶降解方法，结合SEM分析生物膜组成,得出生物膜胞外基质中含有蛋白、多糖、脂类和核酸等成分，其中多糖、蛋白对生物膜的结构稳定起主要作用。进一步分析各组成含量得出微生物菌体、多糖、蛋白、核酸和脂类含量分别占生物膜干重的比例为：2.26%-3.38%、36.09±1.00%、23.86±1.58%、4.05±2.00%和10.85±2.00%。其次，形成生物膜后细菌的耐受性增强。最后，为了更进一步提高固定化发酵性能，进行了材料筛选及相应的修饰。依据固定化发酵的基本方法、材料特性选取较为适合的纤维类材料，通过宏观及微观对比各纤维材料的表面性质，相应的设计实验。当这些材料作为固定化载体时，对发酵性能、稳定性、菌体吸附量的综合考察，筛选出一种较佳的载体——亚麻。接下来测定细胞表面性质，相应的进行材料修饰应用于固定化丙酮丁醇梭菌发酵。经PEI及硬脂酸修饰后菌体吸附量分别增加了2.39、1.70倍，丁醇产率分别提高了10.02%、5.03%。材料改性增加了载体和菌体间的作用力，提高了菌体密度，从而提高了发酵性能。