同型产乙酸细菌
(1)同型产乙酸细菌的代表菌种
司型产乙酸细菌是混合营养型厌氧细菌,既能利用有机基质产生乙酸,也能利用分子会和二氧化碳产生乙酸。因为同型产乙酸细菌可以用氢而降低氢分压,所以对产氢的发酵性细菌有利;同时对利用乙酸的产甲烷细菌也有利。下面简要介绍一下几种同型产乙酸细菌。
① 伍德乙酸杆菌(acetobacteriumwoodii)是由贝尔奇(Balch)等发现的,属于典型混合营养型同型产乙酸细菌。它既能利用有机物如葡萄糖、果糖、丙酮酸和果酸等,又能利用无机物(H/CO)。以果糖为发酵基质时,约有92%~95%的果糖转化为乙酸,菌体生长较快,倍增时间为6h;以Hz/CO,为基质时,也能够产生乙酸,但是菌体生长缓慢倍增时间为 25h。若和产甲烷细菌共同培养,则比单独培养时要好。
② 威林格乙酸杆菌(Acetobacterium Wieringae)为革兰氏染色阳性的短杆菌,有时呈链状,侧生鞭毛,最佳温度为30℃,最佳pH值为7.2~7.8,能利用有机物如D果糖和无机物等。该菌虽和伍德乙酸杆菌相似,但是两者 DNA 同源仅 34%。由于K.T.Wieringae首先描述乙酸杆菌为化能自氧的产乙酸细菌,因此以 Wieringae的名字命名该菌。
③ 乙酸梭菌(clostridium
aceticum)为厌氧芽孢杆菌,能够利用某些碳水化合物类和/CO2产生乙酸。分离时采用含有10%污泥浸出液的麦芽汁琼脂培养基,在厌氧条件下培养。乙酸梭菌菌体大小为(0.8~1.0)x5pm,在含有果糖的培养基上生长,菌体长度达第2章 厌氧微生物学 《- 15
40pm。极生孢子,周生鞭毛,在 H₂/CO,上生长,要求较高的 pH 值。
④ 嗜热自氧梭菌(clostridium thermoautotrophicum)能利用Hz/CO形成乙酸,能在高温下生长并形成芽孢。分离该菌时采用含有3mol/L浓度的溴乙烷磺酸的培养液抑制产甲烷细菌的生长。该菌生长早期为革兰氏染色阳性,生长后期为阴性。菌体大小为(0.8~1)pmx(3~6)pm,具有
3~8根周生鞭毛。在以 H/CO为底物的无基培养基上,生长的倍增时间为 2h。
(2)同型产乙酸菌的主要生理特征
近20年来已分离到包括4个属的10多种同型产乙酸菌;作为一个类群来说,同型产乙酸菌可以利用己糖、戊糖、多元醇、糖醛酸、三羧酸循环中各种酸、丝氨酸、谷氨酸、3-羧基丁酮、乳酸、乙醇等形成乙酸。除诺特拉乙酸厌氧菌(ace- toanaerobinmnoterae)和拟球形芽孢菌(sporomusa shpaeroides)外能转换1mol果糖为3mol乙酸。威林格式产乙酸杆菌(acetobacterium
weiringae)、乙酸梭菌(clostridium ace ticum)、甲酸乙酸梭菌(C.formicoaceticum)、嗜酸芽孢菌(Spor.acidovorans)不能利用葡萄糖产生乙酸。它们一般不利用二糖或更复杂的碳水化合物。除少数种类外,它们能生长于 Hz/CO2上。在含有少量酵母汁和某些维生素的基质上生长时更好,C、Fe、Mo、Ni、 Se和W是必需的微量元素,它们是构成CO,固定酶的组分。
(3)同型产乙酸菌在厌氧消化器中的作用
在厌氧消化器中,同型产乙酸菌的确切作用还不十分清楚。据测定,该类细菌在1mL下水污泥中含有105~106个。有人认为在肠道中产甲烷细菌利用氢的能力可能胜过同型产乙酸菌,所以它们更重要的作用可能在于发酵多碳化合物。还有人认为同型产乙酸菌能利用 H2,因而对消化器中有机物的分解并不重要,由于这些细菌能代谢H/CO为乙酸,为食乙酸产甲烷细菌提供了生成甲烷的基质,又由于代谢分子氢,使厌氧消化系统中保持低的氢分压,有利于沼气发酵的正常进行。有人估计这些细菌形成的乙酸在中温消化器中占1%~4%,在高温消化器中占3%~4%。
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