光合细菌的分离及培养条件优化

摘要

光合细菌是地球上最古老的微生物之一，也是细菌中最复杂的菌群之一。在不同的自然环境下，它能表现出不同的生理生化功能，如固氮、固碳、脱氢、氧化硫化物等，因此，光合细菌在自然界的氮、碳、硫循环中发挥着重要作用。再者，光合细菌菌体无毒，含有多种营养物质，如蛋白质、多种B族维生素、泛酸、辅酶Q等生理活性物质以及菌绿素、类胡萝卜素等天然色素，具有很强的回收利用价值。除此之外，光合细菌在高浓度有机废水处理中具有效率高、能耗低和无需污泥处置等特点。光合细菌如此多的优点，引起了人们广泛的关注，而且在实际生产生活中逐步得到推广应用。
　　 本课题是从池塘淤泥中富集光合细菌，并分离出一株活性高、易于培养的光合细菌，将该株菌命名为PSB01。对该株菌和光合细菌混合菌的生长条件和培养基成分进行了优化，初步探讨了光合细菌的规模化培养方法。通过对富集菌液和PSB01菌的生长条件研究，得出光合细菌混合菌的较佳培养条件为：初始PH=7.0、接种量为10％；PSB01菌的较佳的培养条件为：初始接种量12％、初始PH=6.0。光合细菌混合菌和PSB01菌在此培养条件下生长速率最高，生长状态最好。
　　 通过对培养基配方进行改良，得到新的光合细菌混合菌培养基配方：CH3COONa8.0 g，NH4Cl1.0 g，NaCl1.0 g，MgCl20.2 g，KH2PO30.5 g，K2HPO30.25 g(配成0.1 g/L的溶液，分开灭菌)，CaCl20.05 g，酵母膏0.75 g，抗坏血酸0.5 g，微量元素2.0 ml(分开灭菌)，蒸馏水1000ml，PH=7.0。微量元素组成：EDTA-2Na1.0 g，FeSO4·7H2O0.1 g，MnCl2·4H2O0.05 g，H3BO30.05 g，COCl2·6H2O0.05 g，ZnCl20.05 g，Na2MoO4·2H2O0.01 g，NiSO4·6H2O0.01 g，Cu(NO3)2·3H2O0.005 g，蒸馏水500ml。PSB01菌培养基配方：CH3COONa8.0g，NH4Cl3.0 g，NaCl1.0 g，MgCl20.2 g，KH2PO30.5 g，K2HPO30.25 g(配成0.1 g/L的溶液，分开灭菌)，CaCl20.05 g，酵母膏0.7 g，抗坏血酸0.5 g，微量元素1.4ml(分开灭菌)，蒸馏水1000 ml，pH=6.0，微量元素组成同光合细菌混合菌培养基配方。
　　 本课题先在50ml锥形瓶中进行扩大培养，再将培养的菌液以10％的接种量接种于装有灭过菌的冷却至室温的液体培养基的发酵罐中，30℃恒温光照(一侧放置一个100 W的白炽灯，另一侧放置一个25 W的白炽灯)培养，对光合细菌的规模化培养进行了初探。在发酵罐中规模培养过程中发现：pH在培养一天后先缓慢降低到6.5左右，随后一直缓慢升高到培养结束达到7.9左右，培养液中溶氧量维持在2％左右，且三天就能培养出符合质量要求的光合细菌菌剂。