复合碳源培养对酒糟厌氧消化液中丙酸互营氧化菌及群落结构的影响

丙酸累积是影响厌氧消化系统稳定性的主要因素,为了考察酒糟厌氧消化过程中间代谢产物的累积情况,以总固体含量(TS)(质量分数)5%和7%的白酒糟为发酵原料进行了批次试验。结果表明,乙酸(最高浓度33~129 mmol/L)、丙酸(39~61 mmol/L)、丁酸(5~44 mmol/L)和15种氨基酸(0.01~0.3 mmol/L)为主要中间代谢产物。为了探究其中关键的丙酸降解菌群,以酒糟原始沼液JO为植种源,10 mmol/L丙酸和0.1 mmol/L混合氨基酸为复合碳源进行富集培养,获得中温厌氧丙酸-氨基酸培养系JO-AP。高通量测序分析表明,互营丙酸降解菌与厚壁菌门(Firmicutes)的丙酸厌氧降解菌(Pelotomaculum schinkii)近缘,16S rRNA基因相似性100%,占细菌总丰度的16.7%。对比酒糟原始沼液JO、丙酸培养系JO-P及丙酸-氨基酸培养系JO-AP中的主要功能菌群,发现采用单一碳源和复合碳源获得的优势互营丙酸降解菌不同;传统培养与分子生物学技术相结合可以更全面地掌握系统中的微生物群落组成。

铁基纳米材料对苯甲酸降解菌Sporotomaculum syntrophicum与产甲烷菌Methanospirillum hungatei的厌氧互营体系降解苯甲酸的影响

为探究铁基纳米材料在苯甲酸厌氧互营代谢过程中的作用,以厚壁菌门的厌氧互营苯甲酸降解菌Sporotomaculum syntrophicum与产甲烷菌Methanospirillum hungatei的共培养体系为研究对象,考察投加铁基纳米颗粒四氧化三铁(Fe_(3)O_(4)NPs)和三氧化二铁(Fe_(2)O_(3)NPs)对苯甲酸厌氧降解转化甲烷的影响。结果表明:10~500 mg·L^(−1)的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒对苯甲酸降解速率及产甲烷量没有显著影响;而高浓度的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒对苯甲酸降解及产甲烷速率产生了明显的抑制作用,当添加Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的质量浓度为600、800、1000 mg·L^(−1)时,第15天的产甲烷量分别减少了24.29%、44.13%和61.54%。低浓度和高浓度的Fe_(2)O_(3)纳米颗粒对苯甲酸的降解及甲烷的产生均无影响。质量浓度为10~1000 mg·L^(−1)的Fe_(3)O_(4)NPs和Fe_(2)O_(3)NPs均不能促进S.syntrophicum与M.hungatei共培养体系的种间电子传递过程。本研究结果可为导电材料强化厌氧纯菌降解苯甲酸,以及利用导电材料强化苯甲酸废水及木质纤维素类固体废弃物的处理提供参考。