乙醇和乳酸引导的碳链增长技术生产中链羧酸的研究

发布时间：2021-10-14 09:50

　　面对当前严峻的资源紧缺与环境污染问题,研究者越来越重视利用废弃生物质生产可再生的能源和生物化学品。最近,一种新兴的转化废弃生物质为中链羧酸（MCCA）的碳链增长（CE）技术吸引了研究者的关注。MCCA是一种能量密度高、疏水性强的多功能化学品,其规模化生产和利用有望减轻环境污染并降低化工产业对不可再生化石能源的依赖。然而,当前对CE技术的研究尚处于初期阶段,很多限制MCCA生产性能的因素尚未解决。其中,为了克服乙醇和乳酸作为单一电子供体对MCCA生产效率的限制,本研究联合利用乙醇和乳酸作为CE反应的共同电子供体,揭示了乙醇和乳酸共存时的底物利用途径和提高MCCA产量的机理,并将所得结果应用于以实际废弃生物质为底物的MCCA生产中。本研究首先探究了乙醇和乳酸分别作为单一电子供体时与电子受体（乙酸）的摩尔比例及浓度对MCCA生产和组分的影响。研究结果显示当电子供体（乙醇或乳酸）/电子受体（乙酸）摩尔比≤1时不利于MCCA形成,主要产物为丁酸;电子供体/电子受体摩尔比>1时,主要产物为己酸,且电子供体/电子受体的摩尔比越高越有利于更长链的辛酸产生。乙醇和乳酸作为生产MCCA的单一电子供体... 

【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】：141 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

MCCA的分子结构式：（a）己酸；（b）庚酸；（c）辛酸；（d）壬酸；（e）癸酸；（f）十一酸；（g）十二酸(f)(g)

- 5 -图 1-2 以乙醇和乳酸为电子供体的 CE 反应原理[27,31,33]Figure 1-2 CE mechanism with ethanol and lactate as electron donors[27,31,33]经过电子供体氧化阶段后，其产生的乙酰辅酶 A 会进入循环的逆 β 氧化途径。在每个逆 β 氧化周期，首先乙酰辅酶 A 会偶联其他辅酶 A 衍生物以形成增加两个碳的新的辅酶 A 衍生物[34]。比如，在第一个逆 β 氧化周期（乙酸增长为丁酸），乙酰辅酶 A 在乙酰乙酰辅酶 A 硫解酶的作用下偶联另一个乙酰辅酶 A 生成乙酰乙酰辅酶 A。然后在一系列酶促反应下（具体见图 1-2），关键中间产物丁酰辅酶 A 生成，丁酰辅酶 A 在乙酸辅酶 A 转移酶的催化下，将辅酶 A 转移到乙酸（电子受体）上形成另一个乙酰辅酶 A，同时产生丁酸。释放的乙酰辅酶 A 再次与电子供体氧化阶段生成的乙酰辅酶 A 作用形成乙酰乙酰辅酶 A，并进入下一个逆 β 氧化周期（丁酸增长为己酸）。第二个逆 β 氧化周期的原理与第一个逆 β 氧化周期相似，这里就不作详细解释。在逆 β 氧化阶

第 1 章 绪 论和有机负荷率（OLR）），并且揭示了进行 CE 反应的颗粒污泥的表观和微观特征及其对 MCCA 长期和稳定生产的作用，最后分析了长期生产 MCCA 过程中的微生物群落多样性及群落演替特征。本研究的技术路线如下：

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3435928