氨基酸在厌氧发酵中的作用(氨基酸在厌氧发酵中的作用有哪些)

氨基酸在厌氧发酵中的作用有哪些

在污水处理过程中，废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵；是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。

一、厌氧生物处理中的基本生物过程

1、三阶段理论

厌氧微生物学的研究表明，产甲烷菌是一类十分特别的古细菌（Archea），除了在分类学和其特殊的学报结构外，其最主要的特点是：产甲烷细菌只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2等，两碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类。

（1）水解、发酵阶段：

（2）产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2/CO2；

（3)产甲烷阶段：产甲烷菌利用乙酸和H2、CO2产生CH4；

一般认为，在厌氧生物处理过程中约有70%的CH4产自乙酸的分解，其余的则产自H2和CO2。

2、四阶段理论：

实际上，是在上述三阶段理论的基础上，增加了一类细菌——同型产乙酸菌，其主要功能是可以将产氢产乙酸细菌产生的H2/CO2合成为乙酸。但研究表明，实际上这一部分由H2/CO2合成而来的乙酸的量较少，只占厌氧体系中总乙酸量的5%左右。

总体来说，“三阶段理论”、“四阶段理论”是目前公认的对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。

废水厌氧处理原理全方位详解

二、厌氧消化过程中的主要微生物

主要介绍其中的发酵细菌（产酸细菌）、产氢产乙酸菌、产甲烷菌等。

1、发酵细菌（产酸细菌）：

发酵产酸细菌的主要功能有两种：

①水解——在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物；

②酸化——将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等；

主要的发酵产酸细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等；水解过程较缓慢，并受多种因素影响（pH、SRT、有机物种类等），有时会成为厌氧反应的限速步骤；产酸反应的速率较快；大多数是厌氧菌，也有大量是兼性厌氧菌；可以按功能来分：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。

2、产氢产乙酸菌：

产氢产乙酸细菌的主要功能是将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和H2；为产甲烷细菌提供合适的基质，在厌氧系统中常常与产甲烷细菌处于共生互营关系。

主要的产氢产乙酸反应有：

注意：上述反应只有在乙酸浓度很低、系统中氢分压也很低时才能顺利进行，因此产氢产乙酸反应的顺利进行，常常需要后续产甲烷反应能及时将其主要的两种产物乙酸和H2消耗掉。

主要的产氢产乙酸细菌多为：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等；多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。

3、产甲烷菌

产甲烷细菌的主要功能是将产氢产乙酸菌的产物——乙酸和H2/CO2转化为CH4和CO2，使厌氧消化过程得以顺利进行；主要可分为两大类：乙酸营养型和H2营养型产甲烷菌，或称为嗜乙酸产甲烷细菌和嗜氢产甲烷细菌；一般来说，在自然界中乙酸营养型产甲烷菌的种类较少，只有Methanosarcina（产甲烷八叠球菌）Methanothrix（产甲烷丝状菌），但这两种产甲烷细菌在厌氧反应器中居多，特别是后者，因为在厌氧反应器中乙酸是主要的产甲烷基质，一般来说有70%左右的甲烷是来自乙酸的氧化分解。

典型的产甲烷反应：

产甲烷菌有各种不同的形态，常见的有：①产甲烷杆菌；②产甲烷球菌；③产甲烷八叠球菌；④产甲烷丝菌；等等。

产甲烷菌都是严格厌氧细菌，要求氧化还原电位在-150∼-400mv，氧和氧化剂对其有很强的毒害作用；产甲烷菌的增殖速率很慢，繁殖世代时间长，可达4∼6天，因此，一般情况下产甲烷反应是厌氧消化的限速步骤。

三、厌氧生物处理的影响因素

产甲烷反应是厌氧消化过程的控制阶段，因此，一般来说，在讨论厌氧生物处理的影响因素时主要讨论影响产甲烷菌的各项因素；主要影响因素有：温度、pH值、氧化还原电位、营养物质、F/M比、有毒物质等。

1、温度：

温度对厌氧微生物的影响尤为显著；厌氧细菌可分为嗜热菌（或高温菌）、嗜温菌（中温菌）；相应地，厌氧消化分为：高温消化（55°C左右）和中温消化（35°C左右）；化的反应速率约为中温消化的1.5——1.9倍，产气率也较高，但气体中甲烷含量较低；当处理含有病原菌和寄生虫卵的废水或污泥时，高温消化可取得较好的卫生效果，消化后污泥的脱水性能也较好；随着新型厌氧反应器的开发研究和应用，温度对厌氧消化的影响不再非常重要（新型反应器内的生物量很大），因此可以在常温条件下（20——25°C）进行，以节省能量和运行费用。

2、pH值和碱度：

pH值是厌氧消化过程中的最重要的影响因素；重要原因：产甲烷菌对pH值的变化非常敏感，一般认为，其最适pH值范围为6.8——7.2，在<6.5或>8.2时，产甲烷菌会受到严重抑制，而进一步导致整个厌氧消化过程的恶化；厌氧体系中的pH值受多种因素的影响：进水pH值、进水水质（有机物浓度、有机物种类等）、生化反应、酸碱平衡、气固液相间的溶解平衡等；厌氧体系是一个pH值的缓冲体系，主要由碳酸盐体系所控制；一般来说：系统中脂肪酸含量的增加（累积），将消耗−HCO3，使pH下降；但产甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸，而且还会产生−HCO3，使系统的pH值回升。碱度曾一度在厌氧消化中被认为是一个至关重要的影响因素，但实际上其作用主要是保证厌氧体系具有一定的缓冲能力，维持合适的pH值；厌氧体系一旦发生酸化，则需要很长的时间才能恢复。

3、氧化还原电位：

严格的厌氧环境是产甲烷菌进行正常生理活动的基本条件；非产甲烷菌可以在氧化还原电位为+100——-100mv的环境正常生长和活动；产甲烷菌的最适氧化还原电位为-150——-400mv，在培养产甲烷菌的初期，氧化还原电位不能高于-330mv；

4、营养要求：

厌氧微生物对N、P等营养物质的要求略低于好氧微生物，其要求COD：N：P=200：5：1；多数厌氧菌不具有合成某些必要的维生素或氨基酸的功能，所以有时需要投加：①K、Na、Ca等金属盐类；②微量元素Ni、Co、Mo、Fe等；③有机微量物质：酵母浸出膏、生物素、维生素等。

5、F/M比：

厌氧生物处理的有机物负荷较好氧生物处理更高，一般可达5——10kgCOD/m3.d，甚至可达50——80kgCOD/m3.d；无传氧的限制；可以积聚更高的生物量。产酸阶段的反应速率远高于产甲烷阶段，因此必须十分谨慎地选择有机负荷；高的有机容积负荷的前提是高的生物量，而相应较低的污泥负荷；高的有机容积负荷可以缩短HRT，减少反应器容积。

6、有毒物质：

——常见的抑制性物质有：硫化物、氨氮、重金属、氰化物及某些有机物；

①硫化物和硫酸盐：硫酸盐和其它硫的氧化物很容易在厌氧消化过程中被还原成硫化物；可溶的硫化物达到一定浓度时，会对厌氧消化过程主要是产甲烷过程产生抑制作用；投加某些金属如Fe可以去除S2-，或从系统中吹脱H2S可以减轻硫化物的抑制作用。

②氨氮：氨氮是厌氧消化的缓冲剂；但浓度过高，则会对厌氧消化过程产生毒害作用；抑制浓度为50——200mg/l，但驯化后，适应能力会得到加强。

③重金属：——使厌氧细菌的酶系统受到破坏。

④氰化物：

⑤有毒有机物：

四、厌氧生物处理的主要特征

1、厌氧生物处理过程的主要优点：

①能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气）；

②污泥产量很低；

——厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，产酸菌的产率Y为0.15——0.34kgVSS/kgCOD，产甲烷菌的产率Y为0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的产率约为0.25——0.6kgVSS/kgCOD。

③厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解；

④反应过程较为复杂——厌氧消化是由多种不同性质、不同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物过程；

2、厌氧生物处理过程的主要缺点：

①对温度、pH等环境因素较敏感；

②处理出水水质较差，需进一步利用好氧法进行处理；

③气味较大；

④对氨氮的去除效果不好；等等。

谷氨酸发酵需氧的原因

在发酵过程中，氧、温度、pH和磷酸盐等的调节和控制如下：①氧。谷氨酸产生菌是好氧菌，通风和搅拌不仅会影响菌种对氮源和碳源的利用率，而且会影响发酵周期和谷氨酸的合成量。尤其是在发酵后期，加大通气量有利于谷氨酸的合成。②温度。菌种生长的最适温度为30～32 ℃。当菌体生长到稳定期，适当提高温度有利于产酸，因此，在发酵后期，可将温度提高到34～37 ℃。③pH。

谷氨酸产生菌发酵的最适pH在7.0～8.0。但在发酵过程中，随着营养物质的利用，代谢产物的积累，培养液的pH会不断变化。如随着氮源的利用，放出氨，pH会上升；当糖被利用生成有机酸时，pH会下降。④磷酸盐。它是谷氨酸发酵过程中必需的，但浓度不能过高，否则会转向缬氨酸发酵。发酵结束后，常用离子交换树脂法等进行提取。

氨基酸在厌氧发酵中的作用有哪些方法

腌制咸菜是一个微生物发酵的过程，而酒精是其中一种中间产物（酵母菌进行无氧呼吸时产生），同时兼具有杀灭杂菌的作用。

腌制咸菜时酵母菌还进行有氧呼吸，将糖分和酒精转化为醋酸。

另外，植物中的氨基酸经过厌氧菌作用而生产亚硝酸盐类，这种亚硝酸盐在2-7天的时候为最高，经过7天之后逐渐降低，所以应尽量在腌制的10-15天之后才取食用。

厌氧氨氧化菌的结构

氨化作用：有机氮化物在氨化菌的作用下，分解转化为氨态氮（氨气等）。这个过程称为氨化作用。此过程需氧。

硝化作用：在硝化细菌的作用下，是氨（NH4）转化为亚硝酸氮。此过程需氧。

反硝化作用：是指硝酸氮（NO3）在反硝化细菌的作用下，被还原成气态氮（N2）的过程。此过程厌氧。

氨基酸发酵的微生物

答：毛霉的制作原理，在豆腐的发酵过程中，毛霉产生的蛋白酶将将豆腐中的蛋白质分解为肽和氨基酸。

豆腐坯上接种毛霉，经过培养繁殖，分泌蛋白酶、淀粉酶、谷氨酰胺酶等复杂酶系，在长时间后发酵中与淹坯调料中的酶系、酵母、细菌等协同作用，使腐乳坯蛋白质缓慢水解，生成多种氨基酸，加之由微生物代谢产生的各种有机酸，与醇类作用生成酯，形成细腻、鲜香等豆腐乳特色。

氨基酸在厌氧发酵中的作用有哪些方式

工作原理

厌氧反应四个阶段

一般来说，废水中复杂有机物物料比较多，通过厌氧分解分四个阶段加以降解：

（1）水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。

（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。

（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。

（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。

再上述四个阶段中，有人认为第二个阶段和第三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在50mg/l以下，μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四个反应阶段通常很慢，同时也是最为重要的反应过程，在前面几个阶段中，废水的中污染物质只是形态上发生变化，COD几乎没有什么去除，只是在第四个阶段中污染物质变成甲烷等气体，使废水中COD大幅度下降。同时在第四个阶段产生大量的碱度这与前三个阶段产生的有机酸相平衡，维持废水中的PH稳定，保证反应的连续进行。

氨基酸发酵的主要研究内容有哪些

1.氨基酸的用途

①食品工业 ： 增鲜剂，甜味剂 ②医药上的应用 ：营养型用药 治疗型用药

③饲料行业 ④化学工业 ：洗涤剂

⑤农业 ⑥化妆品：护发素 面霜

2.氨基酸的生产方法

氨基酸发酵,就是以糖类和铵盐为主要原料的培养基中培养微生物,积累特定的氨基酸。

①发酵法：直接发酵法和添加前体发酵法

②提取法（extraction）：蛋白质水解，从水解液中提取。胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸。

③酶法（Enzyme）：利用微生物细胞(微生物)产生的酶来制造氨基酸。

④合成法（synthesis）：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。

氨基酸的发酵属于

氨基酸发酵机制在在整个发酵过程当中是整项过程的重中之重 ，所以他占有着重要的地位 。

谷氨酸是厌氧发酵吗

厌氧发酵有特殊的途径，如果三羧酸循环需要氧气那么这个过程就不可能在厌氧细菌体内发生，有毒氧作用，细菌会死

如果考虑的是兼性厌氧发酵那肯定有重要作用啊，三羧酸循环途径里面有苹果酸、柠檬酸、α-酮戊二酸，延胡索酸，产生NADPH和FADH2，等等这些都是其他生物化学反应的原料，比如α-酮戊二酸，可以转化成谷氨酸，谷氨酸的反应…我给忘了。萊垍頭條

厌氧发酵产生氨气

一般来说是没有什么问题的。

1，埋土里的时候一定深埋，5厘米深就可以。不能浅埋。不能裸露在泥土表面

2，泡水使用的时候残渣也是深埋。不能浅埋。不能裸露在泥土表面

3，这个是有机肥，肥力只能被根部吸收、所以泡的肥水不能喷洒叶面。只能浇灌！

4，发酵好的芝麻饼肥泡水使用的时候不要认为泡的时间越长就肥力越好。不是的。因为饼肥是发酵好的。泡水的目的是水把饼肥泡软泡透，好好搅拌下，饼肥基本都能化开。长时间的泡着，肥水会继续发酵。但是这个时候的发酵是在燃烧肥力。所以不要长时间的泡着！