Chinese Journal of Animal Nutrition >

2025 , Vol. 37 >Issue 12: 8775 - 8784

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.714

RESEARCH PAPER

Isolation, Identification and Optimization of Growth Conditions of Efficient Hydrogen Sulfide-Removing Strains in Sheep Feces

  • ZHANG Lu , 1 ,
  • ZHANG Huiwen 2 ,
  • LI Bosen 2 ,
  • ZHANG Ao 1 ,
  • GUO Lei 3 ,
  • YANG Wei 3 ,
  • TAN Xin 4 ,
  • GAO Yuhong , 1, ** ,
  • SUN Xinsheng , 5, **
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071000, China
  • 2 Chengde Veterinary Drug Administration, Chengde 067000, China
  • 3 Bureau of Agriculture and Rural Affairs of Shuangqiao District, Chengde 067000, China
  • 4 Agricultural and Rural Bureau of Fengning Manchu Autonomous County, Chengde 067000, China
  • 5 College of Information and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071000, China
** GAO Yuhong, professor, E-mail: ;
SUN Xingsheng, associate professor, E-mail:

* Contributed equally

Received date: 2025-04-22

  Online published: 2025-12-13

Fold

Abstract

This study aims to screen high-efficiency desulfurization strains and to optimize their growth conditions, so as to provide bacterial resources for the reduction of hydrogen sulfide (H2S) and thus reduce odor emissions in animal husbandry. Sheep feces was selected as the source for strain isolation. Through enrichment, separation, purification, and desulfurization capability assessment, high-efficiency desulfurization strains were screened. The strains were then identified based on morphological characteristics and 16S rRNA gene sequencing. Furthermore, the optimal growth conditions for the high-efficiency desulfurization strain were investigated under various parameters: pH (5.0, 6.0, 7.0, 8.0 and 9.0), carbon sources (glucose, sucrose, fructose, maltose and xylose), salinity (0, 0.5%, 1.0%, 1.5% and 2.0%), temperature (30, 33, 35, 38 and 40 ℃), and inoculum amount (1%, 5%, 10%, 15% and 20%). Additionally, the H2S-removing effect of the high-efficiency desulfurization strain was verified in the experiment of manure’ primary fermentation by measuring the released amount and removal rate of H2S. The results showed as follows: 1) a high-efficiency desulfurization strain of Bacillus cereus was isolated from sheep feces by isolation, identification, and H2S-removing measurement, and its H2S removal rate reached up to 77.57% at 48 h of cultivation. 2) The optimal growth conditions for this high-efficient desulfurization strain were pH 6.0, salinity of 1.5%, sucrose as carbon source, temperature of 30 ℃, and inoculation amount of 10%. 3) Validation results of the desulfurization effect showed that adding this high-efficient desulfurization strain to feces significantly reduced the average released amount of H2S compared to the control group (P<0.05), with the highest H2S removal rate reaching 78.6%. In conclusion, the Bacillus cereus isolated from sheep feces in this experiment demonstrates a high capability for H2S removal and can be considered as a candidate strain for deodorizing bacterial agents.

Key words： hydrogen sulfide; removal rate; Bacillus cereus; growth condition optimization

Cite this article

ZHANG Lu , ZHANG Huiwen , LI Bosen , ZHANG Ao , GUO Lei , YANG Wei , TAN Xin , GAO Yuhong , SUN Xinsheng . Isolation, Identification and Optimization of Growth Conditions of Efficient Hydrogen Sulfide-Removing Strains in Sheep Feces[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(12) : 8775 -8784 . DOI: 10.12418/CJAN2025.714

随着人们对畜禽产品需求量的不断增加,畜禽粪便对生态环境造成的压力已成为影响畜牧业可持续性发展的重要环节,尤其近几年屡屡发生的臭气污染事件已经给人们敲醒了警钟,臭气减排已成为畜牧业健康发展不可忽视的一项长期、艰巨的任务。硫化氢(H2S)作为畜粪臭气污染贡献率高的有害气体,不仅对家畜的呼吸、神经和免疫系统造成不良影响,对人的身心健康也造成负面影响。已有研究表明,长期暴露于低浓度的H2S环境中家畜体质会变弱,免疫力下降。多年来关于H2S减排国内外已有很多研究。虽然通过饲料干预方式有效降低了臭气排放[1-3],但粪便管理过程中排放的恶臭仍需防治。微生物减排由于具有成本低、脱臭率高且对环境友好等优点目前已成为该领域的研究热点。Zhuang等[4]从鱼粉加工厂污水池的污泥中筛出的野生酵母菌株ZJY-7和徐新蕊等[5]从鸡粪、鸭粪、土壤、堆肥样品中筛出的贝莱斯芽孢杆菌X4对H2S的去除率分别达97.1%和26.8%。周志刚等[6]采用乳酸菌、酵母菌等微生物制备的除臭剂,通过喷洒方式可使畜舍中H2S浓度降低41.7%。也有关于畜粪堆肥过程中微生物除臭的研究报道[7-9],其中牛永艳等[9]采用微生物除臭剂可使H2S排放量减少53.12%。虽然微生物除臭的优点和功效已被人们所认可,但是,市售的微生物除臭剂种类繁杂,很难保证理想的除臭效果,其应用仍存在一定的不稳定性。基于此,本研究以羊粪作为分离材料,筛选高效、稳定的脱硫菌株,并进行菌株生长条件优化,以期为H2S的减排和益生菌剂的研发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 样本采集

采集河北省某羊场的羊粪样品,放入灭菌管,密封,4 ℃保存以备菌株分离。

1.1.2 培养基配制

试验所用培养基包括含硫富集培养基、硫化物脱除培养基、含硫纯化培养基、细菌基本培养基、营养肉汤培养基、马丁氏培养基和高氏一号培养基。其中,营养肉汤培养基、马丁氏培养基和高氏一号培养基为市购商品培养基,含硫富集培养基、硫化物脱除培养基、含硫纯化培养基均参照王帅丹[10]报道的方法配制,细菌基本培养基参照曾楠[11]报道的方法配制,具体配制方法如下。
含硫富集培养基:NH4Cl 2.0 g,MgCl2 0.5 g,K2HPO4·3H2O 3.0 g,Na2S·9H2O 10.0 g,CaCl2·6H2O 0.2 g,琼脂粉 15.0 g,加蒸馏水至1 000 mL,pH=6.1±0.1,121 ℃下灭菌20 min。
硫化物脱除培养基:Na2S·9H2O 0.1 g,NH4Cl 0.4 g,MgCl2 0.2 g,KH2PO4·3H2O 2.0 g,Na2CO3 0.4 g,加蒸馏水至1 000 mL,pH=6.1±0.1,121 ℃下灭菌20 min。
含硫纯化培养基:NH4Cl 2.0 g,MgCl2 0.5 g,KH2PO4·3H2O 3.0 g,Na2S2O3·5H2O 10.0 g,CaCl2·6H2O 0.2 g,琼脂粉 15.0 g,加蒸馏水至1 000 mL,pH=6.1±0.1,121 ℃下灭菌20 min。
细菌基本培养基:(NH4)2SO4 2 g,KH2PO4 6 g,Mg2SO4·7H2O 0.2 g,K2HPO4·3H2O 4 g,葡萄糖 5 g,柠檬酸钠 1 g,琼脂粉 20 g,加蒸馏水至1 000 mL,pH为7.0~7.2,121 ℃下灭菌20 min。

1.2 试验方法

1.2.1 菌株富集

称取羊粪样品10 g,加入90 mL无菌生理盐水,振荡1~2 h后静置20~30 s。取1 mL上清液分别接种于100 mL营养肉汤培养基、马丁氏培养基和高氏一号培养基(分别用于细菌、真菌和放线菌的分离)中,30 ℃、180 r/min恒温培养48 h后,取1 mL菌液接种于装有100 mL含硫富集培养基的三角瓶中,30 ℃、180 r/min继续培养48 h,连续转移3次。

1.2.2 菌株筛选

将富集的培养液进行10倍稀释,选取3个稀释梯度(10-5、10-6和10-7)的菌液,各吸取50 μL均匀涂布于含硫纯化培养基表面,30 ℃倒置培养48 h,观察菌落生长情况和形态特征,挑取单个菌落,在含硫纯化培养基上划线分离纯化。

1.2.3 菌株脱硫能力测定

将纯化的单菌落转接于营养肉汤培养基中,30 ℃、180 r/min培养24 h,然后将菌悬液以5%(v/v)的接种量接种于硫化物脱除培养基中,30 ℃培养48 h,同时设置不加菌的培养基作为空白对照(CK),分别在6、12、24、36和48 h时采集菌悬液样品,16 100×g离心2 min后,吸取上清液10 mL,并加入对氨基二甲基苯胺1.5 mL,混匀,再滴入1~2滴Fe3O4溶液,此时生成的H2S与对氨基二甲基苯胺反应生成蓝色的亚甲基蓝化合物[12],测定其在波长665 nm时的吸光度,通过标准曲线得到H2S浓度,通过计算得到H2S的脱除率,计算公式如下:
H2S脱除率(%)=[(CK的H2S浓度-加菌样品的H2S浓度)/CK的H2S浓度]×100。

1.2.4 菌株鉴定

1.2.4.1 形态学鉴定

将上述脱硫能力强的菌株在含硫纯化培养基上培养24 h。挑取生长良好的单个菌落,通过革兰氏染色法和孔雀绿沙黄染色法染色后进行镜检,观察其菌体形态及芽孢形态。

1.2.4.2 生化鉴定

参照《伯杰细菌鉴定手册》,将分离纯化的疑似菌株分别接种于16种微量生化鉴定管中,30 ℃培养24~48 h后进行生化鉴定。

1.2.4.3 分子生物学鉴定

提取上述优势菌株的菌液DNA,以通用引物27F(5'-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3')和1492R(5'-TACGGYTACCTGTTACGACTT-3')进行PCR扩增,PCR产物经凝胶电泳后,送至北京志超伟业生物科技有限公司进行16S rRNA序列测定,并与NCBI中BLAST比对,进行初步鉴定。

1.2.5 生长曲线测定

按照2%(v/v)的接种量将脱硫能力高的菌株接种于营养肉汤培养基中,在30 ℃、180 r/min的条件下恒温培养,每4 h测定菌液在600 nm波长下的吸光度(OD600),绘制生长曲线。

1.2.6 菌株生长条件优化

1.2.6.1 菌悬液制备

将上述筛选出的高效脱硫菌株接种于营养肉汤培养基中培养24 h,待菌株生长到菌液浓度为1.0×108 CFU/mL时备用。

1.2.6.2 生长条件优化设计

将筛选出的高效脱硫菌株通过5个单因素(pH、碳源、盐度、温度和接种量)试验进行条件优化。1)pH:采用1 mol/L盐酸将细菌基本培养基的pH分别调为5.0、6.0、7.0、8.0和9.0;2)碳源:葡萄糖、蔗糖、果糖、麦芽糖和木糖,添加量均为2%(v/v);3)盐度:0、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%;4)接种量:1%、5%、10%、15%和20%(v/v);5)温度:30、33、35、38和40 ℃。各因素优化试验中,每个处理均设5个重复。根据上述5个单因素试验设计,将制备的菌悬液分别添加到不同pH、碳源、盐度、接种量和温度条件下的细菌基本培养基中,然后放入微生物生长曲线测定仪中,180 r/min恒温培养48 h,每隔4 h测定1次OD600(表征菌液浓度,可反映菌株的生长量),确定菌株适宜的生长条件。

1.2.7 菌株脱硫效果测定

将筛选出的高效脱硫菌株在上述条件优化结果获取的适宜pH、碳源、盐度、接种量和温度条件下接种于营养肉汤培养基中,培养24 h后,将菌液按上述适宜的接种量加入装有50 g新鲜羊粪的广口瓶中,充分混合,并标记为试验组。对照组加入等量灭活的菌液,每组设6个重复。每个广口瓶内放置1个装有20 mL锌铵络盐吸收液的小烧杯,盖紧瓶盖后用保鲜膜密封,每天15:00取出小烧杯,采用亚甲基蓝分光光度法测定H2S浓度,并分析H2S释放量[13],同时更换新的吸收液。该检测方法的原理是利用锌铵络盐的络合能力吸收H2S,形成稳定的硫化物络合物。该试验周期为5 d,按照如下公式计算每天的H2S脱除率:
H2S脱除率(%)=[(对照组H2S浓度-试验组H2S浓度)/对照组H2S浓度]×100。

1.3 数据分析

采用SAS 9.4软件中的PROC GLM程序对条件优化和H2S脱除率的结果进行单因素方差分析,对脱硫效果结果进行双因素方差分析,所有数据均以“平均值±标准差”表示,以P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著,P>0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 分离菌株的H2S脱除率

通过分离纯化,从羊粪中共筛出8株疑似H2S脱除菌株,分别命名为A~H,8株菌对H2S脱除率的结果如表1所示。从表1可以看出,菌株H在培养48 h时的H2S脱除率显著高于其他菌株(P<0.05)。从图1也可以看出,菌株H在培养6~12 h期间H2S的脱除率快速升高,从15.9%增至60.2%,随后进入缓慢增长期,在48 h时高达79.7%。
表1 培养48 h时8株菌的H2S脱除率

Table 1 H2S removal rate of eight strains after 48 h culture %

菌株序号
Strain number		 H2S脱除率
H2S removal rate
A 66.5±1.85b
B 16.8±4.79d
C 64.9±1.39b
D 14.9±2.36d
E 20.9±8.38d
F 38.7±2.46c
G 15.0±4.88d
H 79.7±1.56a

数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同小写字母表示差异不显著(P>0.05)。

Data with different lowercase letter superscripts indicate significant difference (P<0.05), while the same lowercase letter superscripts indicate no significant difference (P>0.05).

图1 菌株H的H2S脱除率

Fig.1 H2S removal rate of strain H

2.2 菌株H的鉴定结果

2.2.1 菌株H的菌落特征

采用含硫纯化培养基对菌株H进行纯化后的菌落特征如图2所示。菌株H的菌落颜色为不透明的乳白色,且菌落较大,呈扁平状,近似圆形,菌落表面粗糙,边缘不规则。
图2 菌株H的菌落特征

Fig.2 Colony characteristics of strain H

2.2.2 菌株H的物理鉴定

菌株H通过革兰氏染色后在油镜下的观察结果如图3所示。该菌体呈短链杆状或长链杆状,两端钝圆,染色后颜色呈现蓝紫色,为革兰氏阳性菌。从该菌株的芽孢染色结果可以看出,芽孢呈椭圆形,染色后芽孢呈现蓝色,营养体呈现红色(图4)。
图3 菌株H的革兰氏染色结果

Fig.3 Gram staining result of strain H (1 000×)

图4 菌株H的芽孢染色结果

Fig.4 Spore staining result of strain H (1 000×)

2.2.3 菌株H的生化鉴定

菌株H的生化鉴定结果如表2所示。该菌对葡萄糖、麦芽糖、果糖和蔗糖具有分解作用,但不能分解乳糖和木糖;另外,甲基红、过氧化氢酶、乙酰甲基甲醇、淀粉水解、硝酸盐还原和明胶液化试验均呈阳性,尿素、甘露醇、吲哚和硫化氢试验均呈阴性。结合上述试验的形态学特征和芽孢染色结果,初步判定菌株H为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。
表2 菌株H的生化鉴定结果

Table 2 Biochemical identification results of strain H

项目Items 结果Results 项目Items 结果Results
葡萄糖Glucose + 甘露醇Mannitol -
蔗糖Sucrose + 木糖Xylose -
果糖Fructose + 吲哚Indole -
麦芽糖Maltose + 乳糖Lactose -
甲基红Methyl red + 淀粉水解Starch hydrolysis +
过氧化氢酶Catalase + 硝酸盐还原Nitrate reduction +
乙酰甲基甲醇Acetylmethyl methanol + 硫化氢Hydrogen sulfide -
尿素Urea - 明胶液化Gelatin liquefaction +

“+”为阳性;“-”为阴性。

“+” mean positive; “-” mean negative.

2.2.4 菌株H的分子生物学鉴定

从菌株H的DNA测序结果可以看出,16S rRNA扩增后获取的片段在2 000 bp出现1条清晰的单一条带(图5)。将符合测序要求的PCR产物测序结果进行BLAST序列比对,再结合菌株H的形态学特性(图3)、生化鉴定结果(表2)和序列相似性比对结果(表3),确认菌株H为蜡样芽孢杆菌。
图5 菌株H的基因组DNA电泳图

M:DL2000 DNA标记物;H:菌株H基因组DNA。

Fig.5 Electrophoretogram of genomic DNA of strain H

M: DL2000 DNA Marker; H: genomic DNA of strain H.

表3 菌株H的16S rRNA序列相似性比对结果

Table 3 Similarity comparison results of 16S rRNA sequences from strain H

菌株编号
Strain number		 中文名
Chinese name		 拉丁文名
Latin name		 覆盖率
Coverage/%		 同源性
Homology/%		 序列号
Serial number
H 蜡样芽孢杆菌 Bacillus cereus 100 100 OQ405492

2.3 菌株H的生长曲线

由图6可知,菌株H的对数生长期为4~14 h,16 h后该菌株生长速度迅速下降,34 h后逐渐趋于平缓。
图6 菌株H的生长曲线

Fig.6 Growth curve of strain H

2.4 菌株H的生长条件优化

菌株H在不同pH、碳源、盐度、温度和接种量条件下培养48 h的菌液浓度(以OD600表示)变化如图7所示。相比其他pH条件,pH=6.0时菌液浓度最高(图7-A),且培养24 h时菌液浓度达峰值(OD600=0.866),而pH=5.0时菌液浓度最低。与其他碳源相比,菌株H培养32~48 h期间,蔗糖作为碳源的菌液浓度最高,尤其在培养36 h时的OD600高达1.000,说明该菌株在以蔗糖为碳源的条件下生长较好(图7-B)。从图7-D的不同盐度下的结果看,1.5%盐度下,菌株H在培养32 h时的菌液浓度达峰值(OD600=1.110),明显高于0和0.5%盐度下。从图7-A可以看出,菌株H的培养温度不同,菌液浓度也有所不同,30 ℃条件下培养16 h时菌液浓度达到最大值(OD600=0.816),说明该菌株生长的最佳温度为30 ℃。另外,该菌株不同接种量对菌液浓度也产生了影响,培养24 h时,10%的接种量效果最好(图7-E)。由此可见,在pH 6.0、蔗糖作为碳源、1.5%盐度、30 ℃且10%接种量的条件下,该菌株可以达到最佳生长状态。
图7 菌株H在不同培养条件下的菌液浓度变化

Fig.7 Changes in concentration of bacterial liquid of strain H under different culture conditions

2.5 菌株H的脱硫效果

菌株H对粪便发酵5 d的H2S释放量和脱除率的影响如表4所示。与对照组比较,试验组5 d的H2S释放量平均值显著降低(P<0.05),5 d的H2S脱除率平均值为51.2%,尤其是发酵第4天和第5天,试验组的H2S释放量均显著低于对照组(P<0.05),其脱除率分别达60.2%和78.6%。
表4 菌株H对粪便发酵5 d的H2S释放量和脱除率的影响

Table 4 Effects of strain H on released amount and removal rate of H2S in manure fermented for 5 days

时间
Time		 H2S释放量H2S released amount/(mg/L) H2S脱除率/%
H2S removal rate/%
对照组Control group 试验组Test group
第1天Day 1 9.32±0.34 4.32±1.63 53.0±19.2
第2天Day 2 7.10±0.35 6.10±0.50 14.1±4.7
第3天Day 3 5.77±0.84 2.73±0.39 50.6±14.0
第4天Day 4 4.77±1.31a 1.74±0.25b 60.2±13.0
第5天Day 5 5.07±0.54a 1.10±0.25b 78.6±3.5
平均值Mean 6.23±1.76a 3.15±2.05b 51.2±25.4
双因素方差分析P值P-value of two-way AVONA
处理Treatment <0.001
时间Time <0.001
处理×时间Treatment×time 0.047

数据肩标不同小写字母表示同一时间点2组间差异显著(P<0.05),无字母标注表示同一时间点2组间差异不显著(P>0.05)。

Data with different lowercase letter superscripts indicate significant difference between the two groups at the same time point (P<0.05), while with no letter superscripts indicate no significant difference between the two groups at the same time point (P>0.05).

3 讨论

3.1 H2S脱除菌的筛选及脱硫能力分析

目前脱硫菌株分布在芽孢杆菌属、硫杆菌属、假单胞菌属、短杆菌属、红球菌属等[14-15],其中芽孢杆菌类脱硫菌的应用最为广泛。研究指出,芽孢杆菌生长速度快,对生长环境适应性强,能在高温、紫外线等较为严苛的生长条件下存活,适用于畜禽养殖的除臭,尤其是含硫臭气的减排[16]。据报道,芽孢杆菌可以通过自身产生的多种酶类催化H2S发生一系列化学反应,将其转化为单质硫和硫酸盐等无毒或低毒的物质[17-18]。本试验从养殖场的羊粪中筛选出1株高效H2S脱除菌,通过生态学鉴定和16S rRNA同源性分析,确定该菌株为蜡样芽孢杆菌。任竹青等[19]从长期稳定运行、具备降解氨气与H2S功能的生物滴滤塔填料内成功筛选出1株蜡样芽孢杆菌,其对H2S的降解率达72.56%,能够高效降解堆肥过程中产生的H2S。本研究筛选出的蜡样芽孢杆菌具有较强的脱除H2S的能力,对羊粪初期发酵产生的H2S脱除率高达78.6%,可有效减少H2S的排放。据报道,芽孢杆菌在动物肠胃中可以代谢产生乳酸、丙酸、乙酸等有机酸类物质,促使肠道环境pH降低,而适度的酸性环境可以有效防止硫酸盐的还原反应和含硫氨基酸的降解,从而减少H2S的生成[17,20-21]。虽然近几年脱硫菌的筛选研究报道很多,但H2S脱除率仍有待提高[22-24]。叶芬霞等[25]在关于脱除H2S的研究中指出,以巨大芽孢杆菌、热带假丝酵母以及灰色链霉菌制备的微生物除臭剂对堆肥和猪舍环境中H2S的降解率分别仅为62.10%和66.69%。由此可见,本试验从羊粪中分离的蜡样芽孢杆菌可为微生物除臭剂的研发提供优良菌种。本研究仅针对分离的高效脱硫菌株进行了除臭效果验证,后续将对其除硫机理进行深入探讨。

3.2 H2S脱除菌的生长条件优化分析

由于微生物对自然环境具有较高的敏感性,所以适宜的生存环境可促使微生物数量显著增加。因此,根据环境因素筛选与其适应的微生物,能够大大提升微生物的作用功效。影响微生物生长的关键因素很多,主要包括pH、碳源种类、盐度、温度以及接种量等。本研究关于不同pH的试验结果显示,本试验筛选的高效脱硫菌株蜡样芽孢杆菌的适宜初始pH为6.0。已有研究证明,环境pH可以影响微生物的细胞膜所带电荷状况,因此,pH影响着微生物对营养物质的摄取[26]。Nguyen等[27]研究也认为,蜡样芽孢杆菌的生长和芽孢的形成均受pH的影响,弱酸条件下更适合菌体生长。
除了pH,碳源也是影响微生物生长的重要因素,可为微生物的生长和代谢提供能源。本研究通过比较4种碳源,认为蜡样芽孢杆菌生长的最佳碳源为蔗糖。王天一等[28]通过对蜡样芽孢杆菌发酵条件优化试验,也验证了蔗糖是蜡样芽孢杆菌生长的适宜碳源。另外,不同微生物对盐度的耐受范围不同。在适宜的盐度范围内,微生物的生长速率较快,能够正常代谢并产生各种代谢产物。本研究结果表明,盐度为1.5%时,蜡样芽孢杆菌的菌液浓度最高。这与Sutherland等[29]的研究结果基本一致,该研究认为,蜡样芽孢杆菌在0.5%~10.5%盐度范围内时菌株生长良好。环境温度也是影响菌体生长繁殖的关键因素,温度过低或过高均会影响菌体的代谢,进而影响其生长。本研究结果表明,蜡样芽孢杆菌在30 ℃时生长速度较快,OD600较高。Wang等[30]关于蜡样芽孢杆菌发酵条件优化的研究也指出,该研究分离出的蜡样芽孢杆菌GX7最适培养温度为30 ℃,本研究结果与其基本一致。此外,适宜的接种量能够使菌体快速进入生长指数期,而过高或过低的接种量均会导致菌体生长和产酶能力受阻。本研究中,接种量为10%时菌体浓度最高。由此可见,本研究优化了从羊粪中分离的蜡样芽孢杆菌培养的pH、碳源、盐度、温度和接种量,有助于更好地应用该菌进行脱臭研究及推广应用。

4 结论

本试验从羊粪中分离出1株对H2S的脱除率达77.57%的菌株H,通过形态学和分子生物学鉴定,确认该菌株为蜡样芽孢杆菌,其最佳生长条件为pH6.0、盐度1.5%、蔗糖作为碳源、温度30 ℃和接种量10%。进一步通过粪便发酵试验验证该菌株的脱硫效果,发酵5 d的平均H2S释放量显著降低,H2S脱除率最高达78.6%。由此可见,该菌株可为除臭菌剂的研发提供优良菌种。

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