嗜高溫厭氧發(fā)酵的微生物

  微生物能在高溫下生長(zhǎng)已經(jīng)被認(rèn)識(shí)多年。對(duì)于化學(xué)反應(yīng)而言，
依據(jù)阿倫尼烏斯方程，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率將增加一倍
。然而，對(duì)于微生物的反應(yīng)卻不同。因?yàn)樘囟ǖ奈⑸飳?duì)溫度的反
應(yīng)也是特定的。根據(jù)厭氧發(fā)酵的最適生長(zhǎng)溫度在30～40℃或者50～
60℃之間，將不同種類的微生物分成常溫菌和嗜高溫菌。

  當(dāng)把厭氧發(fā)酵當(dāng)做一個(gè)整體的時(shí)候，厭氧生物反應(yīng)器中發(fā)現(xiàn)的

微生物菌群在20～60℃之間均能快速增長(zhǎng)，而且在常溫菌和嗜高溫
菌中沒有發(fā)現(xiàn)理論上的溫度界限。在20℃以下或者60℃以上進(jìn)行厭
氧發(fā)酵的大部分結(jié)果顯示，其產(chǎn)甲烷的能力低于溫度在20～60℃之
間的情況。然而，有結(jié)果顯示，即使是在70℃或者更高的極端嗜熱
溫度下，厭氧發(fā)酵也是有可能發(fā)生的。在高溫下的糞肥發(fā)酵實(shí)驗(yàn)結(jié)
果顯示，當(dāng)溫度從55℃上升到65℃時(shí)，厭氧反應(yīng)的微生物數(shù)量發(fā)生
的變化較大。與細(xì)菌相比，古菌的數(shù)量有明顯增加。除此之外，隨
時(shí)間的變化，產(chǎn)甲烷生物的數(shù)量也會(huì)發(fā)生明顯的變化，利用氫的產(chǎn)
甲烷微生物的種群數(shù)量也發(fā)生了變化。比如，當(dāng)發(fā)酵的時(shí)間超過(guò)3
個(gè)月，優(yōu)勢(shì)種群就從產(chǎn)甲烷細(xì)菌屬變成了產(chǎn)甲烷球菌屬。這也說(shuō)明
厭氧發(fā)酵在極端的環(huán)境中，需要花幾個(gè)月的反應(yīng)時(shí)間才能建立一個(gè)
穩(wěn)定的微生物菌群。這樣很難猜測(cè)，在幾個(gè)月長(zhǎng)的時(shí)間后實(shí)際甲烷
的產(chǎn)量是否會(huì)降低。研究發(fā)現(xiàn)，在正常的溫度范圍內(nèi)嗜熱反應(yīng)器的
常規(guī)碳流與常溫反應(yīng)器的非常相似。一些稍微有些高含量的碳通過(guò)
醋酸鹽途徑代謝，而少量的碳則通過(guò)揮發(fā)性脂肪酸途徑代謝。研究
發(fā)現(xiàn)，許多極端嗜熱菌或古菌以產(chǎn)生醋酸鹽和氫作為它們的終產(chǎn)物

 因此，在高溫下，有少量的丁酸鹽和丙酸鹽會(huì)產(chǎn)生。在處理糞肥
的嗜熱厭氧反應(yīng)器中，需要考察不同的微生物茵群所適應(yīng)的不同的
極限溫度。例如，在眾多產(chǎn)甲烷菌中，利用醋酸鹽的菌(62℃)比利
用氫的菌(75℃)極限溫度要低得多。然而，反應(yīng)的實(shí)際溫度卻影響
著反應(yīng)器中特殊菌體的活動(dòng)。

  因此，與嗜熱反應(yīng)器相比，在極端嗜熱反應(yīng)器中需要找到一個(gè)
更高的適宜溫度和極限溫度。在微堿性條件下，80℃溫泉中采集的
微生物樣品中發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)甲烷菌，這說(shuō)明在這一高溫下甲烷生產(chǎn)也是
可能的。

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