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同型产乙酸菌是一类能够通过厌氧乙酰辅酶A途径,以CO2为末端电子受体,并将其合成为代谢产物和细胞物质的厌氧微生物。它们在厌氧生物处理系统中可起到降低系统氢分压、为其他种类的微生物提供代谢底物等作用,但关于其生理生态学特性以及在厌氧发酵系统中的功能认识仍然不够深入,其潜在应用价值有待开发。同型产乙酸菌种质资源的获得及对其生理生态特征的研究,是开发相关应用技术的重要基础。 本研究以有机废水厌氧生物处理系统中的污泥为种源,采用连续传代的富集培养方式得到了耗氢快、产乙酸量高的稳定培养物A。研究发现,培养物A在40°C、初始pH为9的条件下生长代谢效果最佳。以稳定培养物A为出发菌源、H2/CO2为碳源,采用改良的Hungate厌氧技术分离得到了菌株CA3。菌株CA3为革兰氏阳性菌(G+),细胞呈球型或卵形。通过对菌株CA3的16SrRNA基因序列分析发现,菌株CA3隶属于Blautia属。对该菌株的生理生化特性研究表明,菌株CA3具有典型的同型产乙酸菌的代谢特征,既能够利用H2/CO2产乙酸,也能发酵葡萄糖、果糖等产生乙酸。 不同氮源对菌株CA3发酵葡萄糖和利用H2/CO2的影响研究表明,酵母粉为其利用葡萄糖和H2/CO2生长代谢的最佳氮源,可能是由于酵母粉中含有一些利于菌株CA3生长的特殊生长因子。为了优化菌株CA3发酵葡萄糖产乙酸的培养条件,研究考察了不同温度和不同初始pH对菌株CA3发酵葡萄糖产乙酸能力的影响。结果表明,在温度35°C和初始pH8的条件下,菌株CA3的生长代谢效果较好。耐盐性试验表明,在NaCl浓度从0％~3%的范围内菌株CA3均能生长,0.3%条件下生长效果最好。 在满足以上适宜菌株CA3生长条件的基础上,分别对菌株CA3利用葡萄糖和H2/CO2的生长动力学进行了研究。结果表明,当培养12h后,菌株CA3就开始大量生长增殖。在对数生长期,菌株CA3对葡萄糖的平均降解速率为161.38mg/(L·h),乙酸生成速率为64.06mg/(L·h);以H2/CO2为碳源的乙酸平均生成速率达到了8.97mg/(L·h)。动力学分析表明,菌株CA3利用葡萄糖的最大比基质去除速率(vmax)可达2.745mg/(mg·h),菌株CA3达到最大基质去除速率一半时的底物浓度(Ks)为2466mg/L,用于葡萄糖发酵产乙酸或固定CO2产乙酸具有很好的前景。