產氣腸桿菌的主要應用！
2020-07-10作者：百歐博偉瀏覽次數：172 來源：北京百歐博偉生物技術有限公司
產氣腸桿菌的主要應用！
一、背景
微生物由于繁殖速度快，對惡劣環境適應能力強，且易產生大量降解相關酶等優 點使微生物處理技術受到研究者們的青睞，而篩選出具有高效降解能力的菌株具有重要的 實踐意義。許多研究表明，假單胞菌、芽孢桿菌、酵母菌等對三苯甲烷類的染料具有脫色功能，針對腸桿菌屬(Enterobacter)菌株的報道較少。
產氣腸桿菌是腸桿菌屬的重要病原菌，臨床檢出率僅次于陰溝腸桿菌，可引起菌血癥、呼吸道、泌尿道和傷口感染等。近年來，產氣腸桿菌的分離率明顯增多，已成為醫院感染常見的致病菌，由于該菌耐藥性較強，給臨床抗感染治療帶來困難。
二、致病菌分布
調查可見，產氣腸桿菌科室分布以ICU、燒傷科、呼吸內科、泌尿外科和肝膽外科最多，表明產氣腸桿菌廣泛存在于病區環境，在一定條件下可引起感染。標本分布：痰、咽拭子、血液、創面分離最多，表明下呼吸道、創面感染是產氣腸桿菌感染的主要部位，與患者疾病種類、年齡、體質差異，以及各種侵入性醫療操作，如氣管插管、氣管切開和保留尿管等的過多使用有關。
三、耐藥性
藥敏結果顯示，產氣腸桿菌對常用抗菌藥物耐藥率普遍較高，對亞胺培南、美羅培南全部敏感，頭孢哌酮／舒巴坦和哌拉西林／他唑巴坦的耐藥率，分別為8.0％和25.4％，而氨芐西林及第三代頭孢菌素的耐藥率＞74.6％，與CHINET
2007年的監測報道基本一致，但第四代頭孢菌素的耐藥率高達53.6％。
在腸桿菌屬細菌中，已知陰溝腸桿菌是產ESBLs和AmpC酶的主要菌種，產氣腸桿菌的產酶情況研究報道甚少，此次，我們采用三維試驗方法檢測，結果發現產ESBLs和AmpC酶的菌株檢出率分別達22.5％和29.7％，其中13株菌是同時產ESBLs和AmpC酶株，這可能就是產氣腸桿菌對β-內酰胺類藥物高耐藥率的重要原因。此外，磺胺甲惡唑／甲氧芐啶的耐藥率也高達74.6％，氨基糖苷類藥物為17.4％～48.6％，喹諾酮類藥物耐藥率最低，僅為2.9％～5.1％。
對此類感染的治療可選用的抗菌藥物目前僅限于碳青霉烯類和喹諾酮類，碳青霉烯類雖然是β－內酰胺酶的強誘導劑，但由于其殺菌能力極強，往往在發生誘導產酶之前細菌已被殺滅，因此可作為首選藥物，但在使用過程中應隨時關注抗菌效果。
四、應用
1、有研究表明產氣腸桿菌(Enterobacter aerogenes XM02)具有鐵還原活性、兼性厭氧、電子供體利用譜較廣。
可以在好氧或厭氧環境下生存，厭氧環境下其電子供體利用譜較廣，能氧化的電子供體有：丙三醇、檸檬酸、葡萄糖、蔗糖等有機物；可還原的三價鐵有：水鐵礦、針鐵礦、纖鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礬等。
2、有研究表明產氣腸桿菌(Enterobacter aerogenes)在降解擬除蟲菊酯類農藥殘留中具有一定的應用。
產氣腸桿菌菌株M6R9在通氣量、pH7.0、溫度(25～30)℃、OD415nm0.2、農藥濃度100mg·L-1、轉速180r·min-1環境條件下降解效果zui hao，菌株降解效果與接菌量(OD415nm)，通氣量、振蕩速率呈正相關，且能夠以3種農藥為唯一碳源生長。
在最佳降解環境條件下，培養3天，菌株M6R9對聯苯菊酯、甲氰菊酯、氯氰菊酯的降解率分別為55.74％、55.11％、56.96％，且降解過程滿足一級動力學方程模型，速率常數(k)分別為0.0106、0.0098、0.0101d-1，半衰期(t1/2) 分別為65.4、70.7、68.6h。
3、產氣腸桿菌發酵產氫。
現有的生物制氫方法在生產穩定性及生產規模上距離工業化生產和商業化利用還相差甚遠。對現有的發酵法生物制氫系統進行深入的研究，探索出性能更加穩定的產氫體系，早日實現厭氧發酵生物制氫的產業化，已成為當前發酵法生物制氫研究的重點內容。有研究在批式小試實驗的基礎上，采用優化后的生態因子，對產氣腸桿菌進行了10 L 規模的放大發酵罐實驗研究。
研究發現，450 mL 小樣制氫實驗試驗放大至10 L 發酵體積后，并未達到同樣的單位氣體產量和底物分解率，氫氣產量僅為小試的50%~70%，主要由于發酵罐體內二氧化碳和飽和氣相處于高壓狀態，因此而產生的副反應對產氫造成的抑制作用更加顯著。
通過N2 掃可將發酵液相中的氫氣和二氧化碳移除，延長產氣時間、增加氣體產量，氫氣產量可由1.649 L/L media 提高至2.478 L/L media，高了50.3%。同時通過流加方式補給底物葡萄糖，可減弱中間產物累積對副反應的抑制作用，進一步提高氫氣產率。在N2 掃吹與葡萄糖流加方式共同優化作用下，產氣腸桿菌10 L 規模發酵產氫量可提高67.25%。
4、產氣腸桿菌在微生物發電方面的應用。
目前，已發現的產電微生物有十 多株，主要集中在希瓦氏菌屬(Shewanella)與地桿菌屬(Geobacter)。但是作為MFC陽極催化劑，它們存在一定缺陷：1)屬于嚴格厭氧菌，氧氣的存在會使其失活或喪失產電活性，不利于菌株大規模培養與實際應用；2)多數菌株的燃料利用譜較窄，只能利用乙酸、乳酸等小分子量有機酸作為電子供體(即燃料)產電。當以碳水化合物或其它復雜有機物作為燃料時，需要首先利用發酵性細菌將其降解為簡單有機酸，才能產電。
有研究提供一種產氣腸桿菌作為微生物燃料電池的陽極催化劑在微生物發電方面的應用。產氣腸桿菌燃料利用譜較寬、兼性厭氧，其特征為：短桿狀，尺寸范圍為1.0～1.7×0.6～0.8μm，菌落呈白色或黃色，兼性厭氧，厭氧環境下能以陽極為電子受體，氧化檸檬酸、丙三醇、葡萄糖、蔗糖、 淀粉等多種有機物。利用其作為陽極催化劑構建的微生物燃料電池，電子回收率高達42～83％。
該菌株命名為Enterbacter aerogenes XM02，于2007年3月12日在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心保藏，編號為：CGMCC 1969。產電方法具體包括以下步驟：(1)構建微生物燃料電池；(2)制備產氣腸桿菌菌體作為微生物燃料電池接種物；(3)制備含燃料的陽極液；(4)將產氣腸桿菌接種物和配制好的陽極液加入微生物燃料電池陽極室中，靜置培養后進行產電檢測。
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