窖泥来源产己酸精简菌群的生料发酵特性

【目的】获得高效利用乳酸产己酸的稳定菌群,以实现对白酒酿造废水(黄水)的高值化碳回收处理。【方法】采用平板筛选法获得产己酸精简菌群,评估菌群的底物利用类型,优化菌群的发酵底物浓度、最适pH值和补料策略,并运用基于纳米孔测序技术的宏基因组学分析产己酸精简菌群的结构和稳态特征。【结果】产己酸精简菌群SimpCom1在乳酸条件下具有比葡萄糖条件更优的己酸转化能力;以生料黄水作为发酵原料时,黄水浓度控制在30%-50%、发酵起始pH5.50的方式可实现菌群稳定生长与代谢;以50%黄水浓度、起始pH5.50并在48h后控制pH(6.50≤pH≤7.00)的批次补料发酵方式,四次批次发酵循环的平均己酸累积浓度为16.83 g/L,平均生产效率为3.05 g/(L·d),平均己酸选择性(己酸占产生总酸比值)为67.27%,乳酸向己酸的平均转化得率为0.42g/g;宏基因组学分析表明,SimpCom1菌群核心物种主要包括解乳酸己小杆菌(Caproicibacterium lactatifermentans)、酸鱼宿主关联乳杆菌(Ligilactobacillusacidipiscis)、酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum)和‘ButyriproducensbaijiuensisBJN0003’,其中解乳酸己小杆菌和‘B.baijiuensis BJN0003’可在生料黄水中有效生长与稳定代谢,在50%稀释度黄水发酵终点的相对丰度分别为45.3%和6.7%。【结论】成功应用含解乳酸己小杆菌和‘B.baijiuensisBJN0003’的产己酸精简菌群发酵生料白酒酿造废水,实现高值、高效、低成本碳回收。