Биомасса как источник энергии стр.134

4. АЦЕТОГЕННЫЕ БАКТЕРИИ, ПРОИЗВОДЯЩИЕ Н2

До сих пор было выделено и исследовано всего лишь несколько видов ацетогенных бактерий, производящих Н2. Взятые в целом как группа, они расщепляют пропионовую и жирные кислоты с длинной цепью, спирты и, вероятно, ароматические и другие органические кислоты первого этапа ферментации, образуя уксусную кислоту, Н2, а в случае источника энергии кислоты с нечетным числом атомов углерода и С02.

4.1. Ферментация этанола и лактата

Первым доказательством различия видов ацетогенных бактерий было выделение Б-микроорганизмов из МегИапозагста отеНаткИ [9]. Первоначально предполагалось, что под действием метаногенов происходит окисление этанола до уксусной кислоты и восстановление С02 до СН4:

а метаногены используют образующийся Н2 для восстановления С02 в СН4 [уравнение (1)]. Образование водорода и уксусной кислоты из этанола при использовании Н2 для восстановления С02 в СН4 [уравнение (1)] энергетически неблагоприятно: свободный Н2 задерживает рост S-микроорганизмов.

Штаммы Desulfovibrio desulfuricans и Desulfovibrio vulgaris [53] при выращивании без сульфата в присутствии метаногенов, потребляющих водород, образуют его из лактата или этанола. Лактат (молочная кислота) расщепляется на уксусную кислоту, С02 и Н2, а этанол-на уксусную кислоту и Н2.

Если образующийся водород быстро поглощается метаногенами для образования СН4, то

Быстрое потребление Н2 метаногенами вызывает сдвиг равновесия этих реакций, что благоприятствует образованию и росту на этих субстратах ацетогенных бактерий. Лактат после роста Ое$и$(тЬги> (1ехи1/ипсап$ в присутствии МеЖапоБагста Ьагкеп, которые для образования метана используют как уксусную кислоту, так и Н2, полностью расщепляется на С02 и СН4 [54].

4.2. Окисление жирных кислот; бактерии, образующие Нг

С точки зрения защиты окружающей среды пропионовая и жирные кислоты с длинной цепью представляют гораздо больший интерес как промежуточные продукты анаэробной ферментации, чем лактат или этанол [3, 13, 39, 55]. Однако виды бактерий, которые вызывают катаболизм этих соединений, были выявлены совсем недавно. Первоначально полагали, что МеХкапоЬасХегшт $иЬоху(1ап8 окисляют масляную и капроновую кислоты в уксусную с образованием СН4 и валериановую в уксусную и пропионовую кислоты с образованием СН4 [8]. Пропионовая кислота может быть затем декарбоксилирована в уксусную кислоту с образованием С02 и СН4 под действием МеЖапоЬасХегшт ргорютсит. Однако в настоящее время считают, что эти соединения расщепляются под действием ацетогенных бактерий, производящих Н2, поскольку

-    до сих пор не были получены чистые культуры метаногенов, расщепляющих жирные кислоты;

-    культура, ферментирующая этанол Ме&аповагста отеИапэкп, оказалась синтрофическим сообществом двух видов бактерий [9];

-    среда, обогащенная пропионовой и масляной кислотами, потребляет Н2 без инкубационного периода и при энергичном распределении С02 и Н2 образуется СН4 в виде основного продукта в этих обогащенных средах, а не в среде, обогащенной уксусной кислотой [56];


⇐ вернуться назад | | далее ⇒