同型產乙酸細菌
(1)同型產乙酸細菌的代表菌種
司型產乙酸細菌是混合營養型厭氧細菌,既能利用有機基質產生乙酸,也能利用分子會和二氧化碳產生乙酸。因為同型產乙酸細菌可以用氫而降低氫分壓,所以對產氫的發酵性細菌有利;同時對利用乙酸的產甲烷細菌也有利。下面簡要介紹一下幾種同型產乙酸細菌。
① 伍德乙酸桿菌(acetobacteriumwoodii)是由貝爾奇(Balch)等發現的,屬于典型混合營養型同型產乙酸細菌。它既能利用有機物如葡萄糖、果糖、丙酮酸和果酸等,又能利用無機物(H/CO)。以果糖為發酵基質時,約有92%~95%的果糖轉化為乙酸,菌體生長較快,倍增時間為6h;以Hz/CO,為基質時,也能夠產生乙酸,但是菌體生長緩慢倍增時間為 25h。若和產甲烷細菌共同培養,則比單獨培養時要好。
② 威林格乙酸桿菌(Acetobacterium Wieringae)為革蘭氏染色陽性的短桿菌,有時呈鏈狀,側生鞭毛,最佳溫度為30℃,最佳pH值為7.2~7.8,能利用有機物如D果糖和無機物等。該菌雖和伍德乙酸桿菌相似,但是兩者 DNA 同源僅 34%。由于K.T.Wieringae首先描述乙酸桿菌為化能自氧的產乙酸細菌,因此以 Wieringae的名字命名該菌。
③ 乙酸梭菌(clostridium
aceticum)為厭氧芽孢桿菌,能夠利用某些碳水化合物類和/CO2產生乙酸。分離時采用含有10%污泥浸出液的麥芽汁瓊脂培養基,在厭氧條件下培養。乙酸梭菌菌體大小為(0.8~1.0)x5pm,在含有果糖的培養基上生長,菌體長度達第2章 厭氧微生物學 《- 15
40pm。極生孢子,周生鞭毛,在 H?/CO,上生長,要求較高的 pH 值。
④ 嗜熱自氧梭菌(clostridium thermoautotrophicum)能利用Hz/CO形成乙酸,能在高溫下生長并形成芽孢。分離該菌時采用含有3mol/L濃度的溴乙烷磺酸的培養液抑制產甲烷細菌的生長。該菌生長早期為革蘭氏染色陽性,生長后期為陰性。菌體大小為(0.8~1)pmx(3~6)pm,具有
3~8根周生鞭毛。在以 H/CO為底物的無基培養基上,生長的倍增時間為 2h。
(2)同型產乙酸菌的主要生理特征
近20年來已分離到包括4個屬的10多種同型產乙酸菌;作為一個類群來說,同型產乙酸菌可以利用己糖、戊糖、多元醇、糖醛酸、三羧酸循環中各種酸、絲氨酸、谷氨酸、3-羧基丁酮、乳酸、乙醇等形成乙酸。除諾特拉乙酸厭氧菌(ace- toanaerobinmnoterae)和擬球形芽孢菌(sporomusa shpaeroides)外能轉換1mol果糖為3mol乙酸。威林格式產乙酸桿菌(acetobacterium
weiringae)、乙酸梭菌(clostridium ace ticum)、甲酸乙酸梭菌(C.formicoaceticum)、嗜酸芽孢菌(Spor.acidovorans)不能利用葡萄糖產生乙酸。它們一般不利用二糖或更復雜的碳水化合物。除少數種類外,它們能生長于 Hz/CO2上。在含有少量酵母汁和某些維生素的基質上生長時更好,C、Fe、Mo、Ni、 Se和W是必需的微量元素,它們是構成CO,固定酶的組分。
(3)同型產乙酸菌在厭氧消化器中的作用
在厭氧消化器中,同型產乙酸菌的確切作用還不十分清楚。據測定,該類細菌在1mL下水污泥中含有105~106個。有人認為在腸道中產甲烷細菌利用氫的能力可能勝過同型產乙酸菌,所以它們更重要的作用可能在于發酵多碳化合物。還有人認為同型產乙酸菌能利用 H2,因而對消化器中有機物的分解并不重要,由于這些細菌能代謝H/CO為乙酸,為食乙酸產甲烷細菌提供了生成甲烷的基質,又由于代謝分子氫,使厭氧消化系統中保持低的氫分壓,有利于沼氣發酵的正常進行。有人估計這些細菌形成的乙酸在中溫消化器中占1%~4%,在高溫消化器中占3%~4%。
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