利用CO₂合成挥发性脂肪酸的同型产乙酸反应的影响因素

摘要

为了能够以低成本的方式实现CO₂的资源化利用，同时获得具有高价值的挥发性脂肪酸（volatile fatty acids,VFAs），利用厌氧污泥进行同型产乙酸菌的富集培养，并分别以葡萄糖、CO₂和H₂为底物，利用同型产乙酸菌的自养特性，探讨将CO₂进行资源转化的能力以及顶空H₂/CO₂比例、碳源种类及pH值对同型产乙酸反应产物合成的影响。结果显示，高pH值有利于同型产乙酸菌利用H₂/CO₂混合气体进行自养反应，当pH=5、VH₂∶VCO₂=3∶1时的VFAs（包括乙酸、丙酸和丁酸）产量最高，达到3 369.89 mg/L，乙酸占比为76.1%。当以葡萄糖与H₂/CO₂混合气体作为共同碳源时，同型产乙酸菌会优先利用葡萄糖进行异养反应，随后开始利用H₂/CO₂混合气体。相关性分析表明，VFAs含量与pH值之间呈弱正相关，而与H₂/CO₂呈现出负相关趋势，表明CO₂含量对同型产乙酸菌的自养途径影响更大。此外，建立的同型产乙酸反应的BP神经网络预测模型，可以准确预测以H₂/CO₂混合气体为碳源时同型产乙酸菌合成的VFAs产量（R²=0.966）。

关键词

同型产乙酸反应 / 厌氧发酵 / CO₂资源化 / pH / 碳源

基金资助

湖北省自然科学基金项目（2022CFB135）