隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展,人民生活水平日益提高,餐廚垃圾產(chǎn)量也逐年增長。如果不對餐廚垃圾進(jìn)行妥善處理,會(huì)嚴(yán)重危害環(huán)境和人類健康。短鏈脂肪酸和乳酸作為厭氧消化反應(yīng)的重要中間產(chǎn)物,既是能源物質(zhì),又可以用作工業(yè)原料,具有很高的實(shí)用價(jià)值。以餐廚垃圾為底物進(jìn)行厭氧發(fā)酵生產(chǎn)短鏈脂肪酸和乳酸,即可以實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的資源化,又避免了其對環(huán)境的污染。但是其發(fā)酵液成分復(fù)雜,和短鏈脂肪酸和乳酸的溶解度又高,使得其提純成本大大增加。中鏈脂肪酸相較于短鏈脂肪酸能量密度更高、溶解度更低,工業(yè)應(yīng)用也十分廣泛。微生物可以用乙醇和乳酸等為電子供體,使短鏈脂肪酸進(jìn)行鏈增長,生成中鏈脂肪酸。因此,先利用餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)短鏈脂肪酸和乳酸,進(jìn)而升級發(fā)酵液中的短鏈脂肪酸為中鏈脂肪酸,實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)中鏈脂肪酸具有很高的實(shí)際應(yīng)用意義。餐廚垃圾碳水化合物含量高,以其作為底物進(jìn)行厭氧發(fā)酵,C/N比可能較高,同時(shí)餐廚垃圾中微生物種類可能較少,因此本文引入剩余活性污泥與餐廚垃圾共發(fā)酵生產(chǎn)短鏈脂肪酸和乳酸。乳酸作為發(fā)酵產(chǎn)物之一,可以作為鏈增長反應(yīng)的電子供體,其氧化產(chǎn)物乙酸和丙酸可作為鏈增長反應(yīng)的電子受體。因此利用餐廚垃圾和剩余活性... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

乙醇、乙酸通過反向β氧化途徑生成丁酸能量變化：乙醇氧化獲得的6分子乙酰-CoA中，1分子乙酰-CoA被氧化生成1分子乙酸，并伴隨底物水平磷酸化，生成1個(gè)ATP；5分子2-丁烯酰-CoA還原

子供體時(shí)的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了介紹。其他對乳酸作為電子供體進(jìn)行鏈增長反應(yīng)的研究得出結(jié)論：反應(yīng)中存在兩個(gè)競爭途徑:1、反向β氧化途徑；2、丙烯酸鹽途徑。如圖1-2。圖 1-2 外源乳酸發(fā)生反向 β 氧化途徑合成己酸的轉(zhuǎn)化途徑L-乳酸可以通過反向β氧化途徑通過三個(gè)步驟轉(zhuǎn)化為正己酸酯：1）L-乳酸首先通過乳酸消旋酶等異構(gòu)化為D-乳酸，乳酸消旋酶是可逆的乳酸誘導(dǎo)的酶；2）然后通過不依賴于NAD+的D-乳酸脫氫酶（iD-LDH）將D-乳酸轉(zhuǎn)化為丙酮酸，這是一種有利且不可逆的反應(yīng)，因?yàn)殡S后的反應(yīng)中消耗了丙酮酸[44]；3）將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙酰-CoA，其進(jìn)入反向β氧化途徑以將可用的SCFCs（例如乙酸）鏈延長至例如正丁酸和正己酸[45]。在競爭的丙烯酸途徑中，L-乳酸鹽轉(zhuǎn)化為丙酸鹽。在富含L-乳酸的條件下，乳酰-CoA形成中間體。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，達(dá)到氧化還原平衡的后續(xù)狀態(tài)永久生成丙酰CoA[46]。因此

MCCA生產(chǎn)效率，該研究首次證實(shí)了乙醇和乳酸作作關(guān)系，從而在很大程度上促進(jìn)了底物向MCFA的轉(zhuǎn) MCFAs 的電子受體乙醇作為電子供體、乙酸作為電子受體成丁酸的反應(yīng)電子受體，轉(zhuǎn)化為乙酰-CoA 與來自于乙醇的乙酰-Co最終轉(zhuǎn)化為丁酰-CoA，進(jìn)而生成丁酸。研究表明其酸，丙酸和正丁酸）和二羧基羧酸（如琥珀酸和蘋果數(shù)碳羧酸丙酸的延長反應(yīng)中，丙酰輔酶Ａ替代前述的后生成戊酸；偶數(shù)碳正丁酸的延長反應(yīng)中，丁酰-Co反應(yīng)，最后生成己酸。圖 1-3 就是乙醇做電子供體，應(yīng)途徑。這也解釋了在以乙醇和乙酸為底物時(shí)如何生氏梭菌（C. kluyveri）進(jìn)行的鏈增長實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)利物生長率最高，表明該菌中的反 β 氧化反應(yīng)中，短優(yōu)先地位。


本文編號：3592163