餐厨垃圾厌氧发酵产中链脂肪酸的研究

发布时间：2022-01-16 06:57

　　随着我国经济的持续快速发展,人民生活水平日益提高,餐厨垃圾产量也逐年增长。如果不对餐厨垃圾进行妥善处理,会严重危害环境和人类健康。短链脂肪酸和乳酸作为厌氧消化反应的重要中间产物,既是能源物质,又可以用作工业原料,具有很高的实用价值。以餐厨垃圾为底物进行厌氧发酵生产短链脂肪酸和乳酸,即可以实现餐厨垃圾的资源化,又避免了其对环境的污染。但是其发酵液成分复杂,和短链脂肪酸和乳酸的溶解度又高,使得其提纯成本大大增加。中链脂肪酸相较于短链脂肪酸能量密度更高、溶解度更低,工业应用也十分广泛。微生物可以用乙醇和乳酸等为电子供体,使短链脂肪酸进行链增长,生成中链脂肪酸。因此,先利用餐厨垃圾厌氧发酵生产短链脂肪酸和乳酸,进而升级发酵液中的短链脂肪酸为中链脂肪酸,实现餐厨垃圾厌氧发酵产中链脂肪酸具有很高的实际应用意义。餐厨垃圾碳水化合物含量高,以其作为底物进行厌氧发酵,C/N比可能较高,同时餐厨垃圾中微生物种类可能较少,因此本文引入剩余活性污泥与餐厨垃圾共发酵生产短链脂肪酸和乳酸。乳酸作为发酵产物之一,可以作为链增长反应的电子供体,其氧化产物乙酸和丙酸可作为链增长反应的电子受体。因此利用餐厨垃圾和剩余活性... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

乙醇、乙酸通过反向β氧化途径生成丁酸能量变化：乙醇氧化获得的6分子乙酰-CoA中，1分子乙酰-CoA被氧化生成1分子乙酸，并伴随底物水平磷酸化，生成1个ATP；5分子2-丁烯酰-CoA还原

子供体时的反应机理进行了介绍。其他对乳酸作为电子供体进行链增长反应的研究得出结论：反应中存在两个竞争途径:1、反向β氧化途径；2、丙烯酸盐途径。如图1-2。图 1-2 外源乳酸发生反向 β 氧化途径合成己酸的转化途径L-乳酸可以通过反向β氧化途径通过三个步骤转化为正己酸酯：1）L-乳酸首先通过乳酸消旋酶等异构化为D-乳酸，乳酸消旋酶是可逆的乳酸诱导的酶；2）然后通过不依赖于NAD+的D-乳酸脱氢酶（iD-LDH）将D-乳酸转化为丙酮酸，这是一种有利且不可逆的反应，因为随后的反应中消耗了丙酮酸[44]；3）将丙酮酸转化为乙酰-CoA，其进入反向β氧化途径以将可用的SCFCs（例如乙酸）链延长至例如正丁酸和正己酸[45]。在竞争的丙烯酸途径中，L-乳酸盐转化为丙酸盐。在富含L-乳酸的条件下，乳酰-CoA形成中间体。当这种情况发生时，达到氧化还原平衡的后续状态永久生成丙酰CoA[46]。因此

MCCA生产效率，该研究首次证实了乙醇和乳酸作作关系，从而在很大程度上促进了底物向MCFA的转 MCFAs 的电子受体乙醇作为电子供体、乙酸作为电子受体成丁酸的反应电子受体，转化为乙酰-CoA 与来自于乙醇的乙酰-Co最终转化为丁酰-CoA，进而生成丁酸。研究表明其酸，丙酸和正丁酸）和二羧基羧酸（如琥珀酸和苹果数碳羧酸丙酸的延长反应中，丙酰辅酶Ａ替代前述的后生成戊酸；偶数碳正丁酸的延长反应中，丁酰-Co反应，最后生成己酸。图 1-3 就是乙醇做电子供体，应途径。这也解释了在以乙醇和乙酸为底物时如何生氏梭菌（C. kluyveri）进行的链增长实验中，发现利物生长率最高，表明该菌中的反 β 氧化反应中，短优先地位。


本文编号：3592163