氧電極測定光合細(xì)菌在特殊條件下的產(chǎn)氫量的應(yīng)用

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       報(bào)道了紫色非硫細(xì)菌（PNSB）在磷酸三乙酯酵母抽提物（TAPY）培養(yǎng)基上進(jìn)行異養(yǎng)生長和使用Clark氧電極（Hansatech，英國）測定其在不同條件下的產(chǎn)氫量。
 

圖注：在供氮培養(yǎng)基TAPY中培養(yǎng)R. rubrum DSM 467 (A), R. sphaeroides DSM 5864 (B) 和 R. capsulatus JCM-21090 (C)的生長狀況。
 

       研究發(fā)現(xiàn)，在缺氮條件下，與黑暗生長相比，PNSB在照光條件下生長更快產(chǎn)氫更多。在無氮條件下紫色非硫細(xì)菌R.sphaeroides DSM 5864（以下簡稱DSM 5864）發(fā)酵20h后開始產(chǎn)氫，78h達(dá)到最大積累量，發(fā)酵42h后達(dá)到最大產(chǎn)氫速率0.669mmol H₂ h^-1 L^-1。由于在缺氮條件下能夠產(chǎn)生氫氣，而在充氮培養(yǎng)基上不產(chǎn)生氫氣，說明固氮酶是負(fù)責(zé)制氫的酶。
 

圖注：在光照條件下，無氮TAPY培養(yǎng)基中，R.sphaeroides DSM 5864的累積產(chǎn)氫量（●）和產(chǎn)氫速率（○）。
 

       在無氮TAPY培養(yǎng)基上，DSM 5864在黑暗中無法產(chǎn)生的氫氣，表明光對產(chǎn)氫過程是必要的。由于氫只在缺氮和光照條件下產(chǎn)生，因此，DSM 5864中的固氮酶活性需要光來驅(qū)動電子傳遞，從而產(chǎn)生固氮酶所必需的ATP。
 

圖注：在光照和黑暗條件下，無氮TAPY培養(yǎng)基中，R.sphaeroides DSM 5864的累積產(chǎn)氫量。光照（●），黑暗（○）
 

圖注：光照條件下，無氮TAPY培養(yǎng)基上R.sphaeroides DSM 5864在重復(fù)間歇累積產(chǎn)氫量。第1次（●）；第2次（◆）；第3次（▲）和第4次（■）循環(huán)的分批發(fā)酵。在每一輪試驗(yàn)后，按照材料和方法中的描述留下復(fù)制瓶，不添加醋酸鈉作為對照。

       生物制氫在可持續(xù)的氫經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮重要作用，在未來的生物工業(yè)中，可以利用廉價(jià)的有機(jī)廢物，通過暗發(fā)酵和光發(fā)酵產(chǎn)生氫氣。PNSB光發(fā)酵制氫在利用光照和各種有機(jī)廢棄物方面具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。