摘要：通過間歇實(shí)驗(yàn),探討了溫度和發(fā)酵時(shí)間對(duì)非滅菌的廚余垃圾發(fā)酵產(chǎn)乳酸及其光學(xué)異構(gòu)體的影響. 結(jié)果表明,控制溫度在35 ℃時(shí),發(fā)酵液中乳酸濃度遠(yuǎn)高于45 ℃和55 ℃,發(fā)酵120 h后,總?cè)樗岬漠a(chǎn)率和產(chǎn)量最大,分別達(dá)到0. 59g L -1 d-1和0. 62 g g(VS) -1 ,以有機(jī)碳表示的乳酸占發(fā)酵液中總有機(jī)碳的78%;控制發(fā)酵時(shí)間小于120 h, L 乳酸在35℃、45 ℃和55 ℃三個(gè)溫度條件下都是主要的異構(gòu)體形式; 35 ℃和55 ℃時(shí),發(fā)酵72 h后,隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng), L 乳酸濃度在總?cè)樗嶂械谋壤氏陆第厔?shì); 45 ℃時(shí), L 2乳酸濃度隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加, L 2乳酸在總?cè)樗嶂械谋壤诎l(fā)酵144 h后達(dá)到97%。

關(guān)鍵詞：廚余垃圾; 乳酸; 異構(gòu)體; 光學(xué)異構(gòu)體; 溫度; 發(fā)酵時(shí)間

乳酸是一種重要的有機(jī)酸,具有兩種同分異構(gòu)體,包括L2乳酸和D2乳酸,人體只能代謝L 2乳酸,因此, L 2乳酸及其鹽類應(yīng)用廣泛[ 1 ] . 乳酸的光學(xué)異構(gòu)體純度決定著聚乳酸的結(jié)構(gòu)和性能[ 2 ]。 化學(xué)合成法只能生成乳酸消旋體,而微生物發(fā)酵法則可以通過調(diào)控接種菌種、基質(zhì)和生長(zhǎng)條件得到L 2乳酸、D2乳酸或DL 2乳酸.。由于分離純化在L 2乳酸生產(chǎn)成本中占很大比例,因此,發(fā)酵產(chǎn)物中乳酸的光學(xué)異構(gòu)體純度及其它副產(chǎn)物組成對(duì)于L 2乳酸的生產(chǎn)成本有重要影響[ 3 ]。

目前,利用富含碳水化合物的有機(jī)廢棄物(如麥麩、污泥和廚余等)發(fā)酵產(chǎn)乳酸已有了廣泛研究[ 4～8 ] ,其焦點(diǎn)之一是提高乳酸的光學(xué)異構(gòu)體純度,通常的方法是在滅菌條件下投入純
培養(yǎng)菌種[ 1, 6 ]. 但利用純菌種發(fā)酵產(chǎn)乳酸需要對(duì)廢物滅菌,從而必然消耗大量能量;另一方面,單一菌種發(fā)酵的微生態(tài)條件不利,難以充分利用廢物中不同結(jié)構(gòu)的碳水化合物。 如何在非滅菌條件下提高有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)乳酸的光學(xué)異構(gòu)體純度正越來越引起研究者的關(guān)注。Tanaka等利用接種微生物與土著微生物產(chǎn)乳酸的最適pH不同,通過控制pH抑制土著微生物的生長(zhǎng),從而提高了脫脂麥麩的D2乳酸純度[ 9 ].。Payot等則將高溫條件和接種凝結(jié)芽胞桿菌結(jié)合,提高了有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)乳酸的光學(xué)純度[ 10 ] 。

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