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甲烷細菌都是專性嚴格厭氧菌,屬原核生物,生長繁殖特別緩慢,培養分離比較困難。

1 甲烷菌 -甲烷細菌的特性


  1.是專性嚴格厭氧菌

  甲烷細菌都是專性嚴格厭氧菌,對氧非常敏感,遇氧後會立即受到抑制,不能生長、繁殖,有的還會死亡。

  2.生長繁殖特別緩慢

  甲烷細菌生長很緩慢,在人工培養條件下需經過十幾天甚至幾十天才能長出菌落。據麥卡蒂(McCarty)介紹,有的甲烷細菌需要培養七八十天才能長出菌落,在自然條件下甚至更長。菌落也相當小,特別是甲烷八疊球菌菌落更小,如果不仔細觀察很容易遺漏。菌落一般圓形、透明、邊緣整齊,在熒光顯微鏡下發出強的熒光。甲烷細菌生長緩慢的原因,是它可利用的底物很少,只能利用很簡單的物質,如CO2、H2、甲酸、乙酸和甲基胺等。這些簡單物質必須由其它發酵性細菌,把複雜有機物分解后提供給甲烷細菌,所以甲烷細菌一定要等到其它細菌都大量生長后才能生長。同時甲烷細菌世代時間也長,有的細菌20分鐘繁殖一代,甲烷細菌需幾天乃至幾十天才能繁殖一代。

  3.都是原核生物

  能形成甲烷的細菌都是原核生物,目前尚未發現真核生物能形成甲烷。甲烷細菌有球形、桿形、螺旋形,有的呈八疊球狀,還有的能聯成長鏈狀。

  4.培養分離比較困難

  因為甲烷細菌要求嚴格厭氧條件,一般培養方法很難達到厭氧,培養分離往往失敗。又因為甲烷細菌和伴生菌生活在一起,菌體大小形態都十分相似,在一般光學顯微鏡下不好判明。美國著名微生物學家——Hungate 50年代培養分離甲烷細菌獲得成功。以後世界上有很多研究者對甲烷細菌進行了培養分離工作,並對Hungate分離方法進行了改良,能很容易地把甲烷細菌培養分離出來。

2 甲烷菌 -分佈數量計算

  甲烷細菌在自然界中分佈極為廣泛,在與氧氣隔絕的環境都有甲烷細菌生長,海底沉積物,河湖淤泥,沼澤地,水稻田以及人和動物的腸道,反芻動物瘤胃,甚至在植物體內都有甲烷細菌存在。

  沼氣發酵液中甲烷細菌的數量可用MPN法計數,測定接種的試管中有無甲烷存在,作為計數的數量指標。甲烷細菌數量與甲烷含量成正比,發酵裝置運行越好,甲烷細菌數量越多。作者曾於1991年計數了東北製藥總廠用UASB(上流式厭氧污泥床)處理製藥廢水消化液中甲烷細菌數量為4.2×105個·ml-1。


  另一方面產甲烷細菌利用乙酸、氫和二氧化碳合成甲烷,也消耗了酸和二氧化碳,甲烷細菌及其伴生菌共同作用使pH穩定在一個適宜範圍內,不會使發酵液中的pH出現對沼氣發酵不利的情況。但當發酵條件控制不好,如溫度,進料負荷,原料中的C:N、pH等可能會出現酸化或液料過鹼;前者較為多見,這樣會嚴重影響甲烷細菌的活動,甚至使發酵中斷。

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