[发明专利]一种利用土壤作为接种菌源生产己酸的方法

说明书

本发明提供一种利用土壤作为接种菌源生产己酸的方法，包括如下步骤：①称取鲜土土壤碾碎，混合均匀后放入厌氧小瓶内；②将氯化铵、氯化镁、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、氯化钠、无水氯化钙、半胱氨酸、维生素溶液和微量元素溶液混合配置发酵基质；③向发酵基质中添加乙醇作为外加电子供体，添加乙酸作为外加电子受体；④用盐酸和氢氧化钠调节发酵基质的初始pH＝6.0±0.1；⑤将调节后的发酵基质转移到厌氧小瓶内，放进卧式恒温摇床内进行发酵反应。该方法有效解决了现有制备己酸技术所需的接种菌源筛选及驯化的时间，极大的缩短了反应所需要的周期，并且无需购买污泥、窖泥等接种物，从而降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及环境微生物领域，具体涉及一种利用土壤作为接种菌源生产己酸的方法。

背景技术

微生物厌氧发酵技术是一种倍受认可的资源化利用方式，通常是指有机物在特定的厌氧条件下通过功能微生物作用转化为生物能源或化学品，具有反应条件温和，处理成本低，环境友好等特点。微生物碳链延伸技术是一种新兴的低能耗、低运行成本的生物技术，能够产生己酸等具有较高经济价值的中链脂肪酸，该过程在功能微生物作用下，通过每次循环增加两个碳原子实现碳链延伸。己酸等中链脂肪酸具有能量密度大，溶解度低，容易分离等特点，能够用做食品添加剂、抗菌剂等，也能被加工成香蕉、生物柴油等，因此具有良好的市场价值。

近年来对碳链延伸的研究倾向于混菌培养的方式，混菌培养的碳链延伸反应能够在非灭菌的底物以及在适当的外界扰动条件下保持稳定运行。复杂底物可以利用合成底物如乙醇和乙酸实现有效生产中链脂肪酸。来源于污泥、沉积物、自然废弃物和其他有机物中的混菌都可以作为生产中链脂肪酸的微生物来源。专利CN113481245A报道了一种基于pH调控的污泥生产己酸和庚酸的方法，充分利用了污水处理所得的污泥，得到了3.13g/L的己酸和1.02g/L的庚酸；专利CN108866116B报道了利用碳链延伸以有机废弃物为原料制备中链脂肪酸的方法，以城市处理污水后得到的污泥废弃物作为原料，在厌氧条件下，制备得到了中链脂肪酸；专利CN113430234A报道了一种外加电势强化厌氧微生物产中链脂肪酸的方法，以厌氧产酸颗粒污泥作为接种菌源，以乙醇、乙醇为底物厌氧发酵生产丁酸和己酸。

如上专利所描述的利用厌氧微生物生产中链脂肪酸的方法，多为利用污泥作为接种菌源的方法，虽然获得了能产生中链脂肪酸的微生物，但是污泥需要购买，具有一定成本，且需要驯化培养一段时间才能够获得产中链脂肪酸的微生物，因此反应周期较长。

土壤中所含的微生物数量很大，尤以细菌居多，通过微生物旺盛的代谢活动可以明显改善土壤的物理结构和肥力效果，一般采用底物诱导下的代谢相应模式就能够测算土壤微生物群落的代谢功能多样性。因此，若能直接利用土壤作为接种菌源，能极大地降低该技术地生产成本和时间成本。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种利用土壤作为接种菌源生产己酸的方法，该方法以人工配置的发酵基质作为原料、以乙醇作为外加电子供体、以乙酸作为外加电子受体，以鲜土土壤作为接种菌源，在厌氧反应条件下生产己酸，有效解决了现有制备己酸技术所需的接种菌源筛选及驯化的时间，极大的缩短了反应所需要的周期，并且无需购买污泥、窖泥等接种物，从而降低了生产成本。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种利用土壤作为接种菌源生产己酸的方法，其特征在于：包括如下步骤：

①称取鲜土土壤碾碎，混合均匀后放入厌氧小瓶内；

②将氯化铵、氯化镁、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、氯化钠、无水氯化钙、半胱氨酸、维生素溶液和微量元素溶液混合配置发酵基质；

③向发酵基质中添加乙醇作为外加电子供体，添加乙酸作为外加电子受体；

④用盐酸和氢氧化钠调节发酵基质的初始pH＝6.0±0.1；

⑤将调节后的发酵基质转移到厌氧小瓶内，放进卧式恒温摇床内进行发酵反应。