秸秆混菌厌氧链延长生产中链脂肪酸:pH调控作用 |
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引用本文: | 朱孔云,党超,张雷,李爱民.秸秆混菌厌氧链延长生产中链脂肪酸:pH调控作用[J].科学通报,2020,65(26):2903-2913. |
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作者姓名: | 朱孔云 党超 张雷 李爱民 |
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作者单位: | 大连理工大学环境学院,工业生态与环境工程教育部重点实验室,大连116024;大连理工大学环境学院,工业生态与环境工程教育部重点实验室,大连116024;大连理工大学环境学院,工业生态与环境工程教育部重点实验室,大连116024;大连理工大学环境学院,工业生态与环境工程教育部重点实验室,大连116024 |
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摘 要: | 混菌发酵系统中微生物菌群和代谢路径有效调控是制取中链脂肪酸的关键.本研究以厌氧发酵重要参数pH为调控因子,考察pH对秸秆初次和二次厌氧发酵中有机酸生成的影响规律,并采用16S rRNA高通量测序分析微生物群落变化,解析pH调控与产酸性能和微生物群落之间的关系.结果表明, pH调控对秸秆初次发酵产酸性能有显著影响,酸性和中性条件有利于链延长反应,产物以丁酸和己酸为主(80%以上).然而,碱性条件严重抑制链延长反应,产物以乙酸(93.2%)和丙酸(5.5%)为主,无己酸生成.二次发酵结果表明,在酸性条件下(pH 5.6)二次发酵链延长无法进行,而pH从5.6调至7.0后,己酸浓度从1.88 g/L快速升高到11.8 g/L.微生物群落分析表明,链延长直接相关的菌属,如Clostridium Ⅳ, Clostridium Ⅺ, Clostridium ⅪVa, Clostridium ⅪVb, Clostridium XⅧ和Clostridium sensu stricto等,在中性和酸性条件下的丰度显著高于碱性条件.另外,二次发酵中pH调节并未显著改变链延长相关菌群的丰度,表明链延长微生物活性恢复是产己酸的诱因.本研究发现可为混菌发酵体系内复杂微生物群落的定向调控生产中链脂肪酸提供借鉴.
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关 键 词: | 秸秆 链延长 中链脂肪酸 pH影响 微生物群落 |
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