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報道了紫色非硫細(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,可以利用廉價的有機廢物,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廢棄物方面具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。