常低温条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理轻工行业废水的影响

在升流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket, UASB)中启动厌氧消化工艺,考查常低温(<25℃)条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理模拟轻工行业废水性能的影响。结果表明,间歇加泥并控制回流比为7.5的条件有利于厌氧消化工艺的启动,当氨氮质量浓度为400～1400 mg/L时,对厌氧消化性能基本无不利影响,且在400～800 mg/L之间时,会轻微促进厌氧消化性能,但较高的氨氮质量浓度会导致部分微生物死亡,促使胞外聚合物和溶解性微生物产物含量增大。此外,氨氮质量浓度的升高不利于氢营养型产甲烷古菌Methanobacterium的生长,其相对丰度从75.5%降低至6.3%,但有利于乙酸营养型产甲烷古菌Methanosaeta和兼性营养型产甲烷古菌Methanosarcina的增殖,二者的相对丰度分别从19.8%和1.7%增大至63.8%和29.1%。常低温条件下,厌氧消化工艺可以处理氨氮质量浓度为0～1400 mg/L的高COD的轻工行业废水,但优势产甲烷古菌会发生显著演替。     

纳米零价铁强化糖蜜乙醇废水厌氧处理效果

研究了外源添加纳米零价铁(NZVI)对糖蜜乙醇废水厌氧处理的作用以及NZVI对厌氧微生物活性和厌氧消化效果的影响。向厌氧消化体系中分别添加0、0.025、0.05、0.10、0.25、0.50、2.50 g NZVI进行批次实验。结果表明,随着NZVI添加量的增加,糖蜜乙醇废水的厌氧处理效率先升高后降低。添加0.50 g NZVI实验组的COD降解率、产气率和气体中甲烷含量最高,分别为71.1%、310.9 mL/g COD和58%,比空白组提高14.7%、35.6 mL/g COD和18.8%;反应结束时该组COD和硫化物质量浓度最低,分别为2 400 mg/L和33.3 mg/L。NZVI添加量为2.5 g实验组SO42-去除效率和污泥胞外聚合物(EPS)含量最高,硫酸根最终质量浓度为288.2 mg/L,去除率为72.8%,是空白组的1.93倍;EPS中蛋白质和多糖质量分数分别为46.00 mg/gVSS和5.05 mg/gVSS,分别是空白实验组的4.43和1.66倍。脱氢酶活性在添加0.50 g NZVI的实验组中最高,为340.3 TFμg/(mL·h),比空白组提高192.5 TFμg/(mL·h)。     

绞股蓝茶饮对高脂血症大鼠脂质代谢和肠道菌群的影响

目的:探讨绞股蓝茶饮对实验性高脂血症大鼠脂质代谢和肠道菌群的影响。方法:将40只SD大鼠随机分为正常对照组(基础饲料+蒸馏水)、高脂模型组(高脂饲料+蒸馏水)、6 g/L和9 g/L绞股蓝茶饮组(高脂饲料+6 g/L或9 g/L绞股蓝茶饮),每组10只。用绞股蓝茶饮灌胃65 d后,检测大鼠脂质代谢相关指标和肠道菌群丰度。结果:与高脂模型组相比,6 g/L或9 g/L绞股蓝茶饮组大鼠血清总胆固醇(TC)与低密度脂蛋白胆固醇(LDLC),肝脏甘油三酯(TG)与TC水平均显著下降(P0.05),血清超氧化物歧化酶(SOD)活力显著上升(P0.05),血清丙二醛(MDA)含量显著降低(P0.05);肠道细菌中厚壁菌门与拟杆菌门的比例和梭菌属XI丰度显著降低(P0.05),梭菌属XIVa和普氏菌属丰度显著增加(P0.05),而拟杆菌属丰度变化不明显。结论 :口服绞股蓝茶饮能够有效改善高脂血症大鼠的脂质代谢紊乱,且可能与其对肠道菌群的调节作用有关。     

白酒酿造窖泥未培养微生物菌群的可培养化策略

窖泥是厌氧微生物的重要栖息地,厌氧微生物菌群的代谢活动对浓香型白酒的香气和风味形成起着重要作用。但大多数窖泥厌氧微生物尚未能在人工实验室培养条件下培养,这严重阻碍了对窖泥厌氧菌群功能的解析。采用CGM、NBM和MCI三种营养成分丰富度不同的培养基,以典型窖泥作为菌群接种源,探索富集菌群的种类与动力学变化。扩增子测序分析表明,寡营养的MCI培养基对于富集窖泥主体菌群是较为有效的,可以同时富集得到产甲烷菌群和细菌菌群,主要包括古菌的广古菌门(Euyarchaeota)、细菌的拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。使用基于MCI培养基的寡营养技术能有效富集窖泥中高丰度和低丰度厌氧菌,如普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)、理研菌科(Rikenellaceae)、Dysgonomonadaceae、太阳杆菌科(Heliobacteriaceae)、瘤胃菌科(Ruminococcaceae)和甲烷八叠球菌科(Methanosarcinaceae)等;同时对扩增子测序无法检测的稀有微生物,包括甲烷鬃菌科(Methanosaetaceae)、消化链球菌科(...     

酶法降解醋糟发酵酒精

利用葡聚糖淀粉酶NS22035回收鲜醋糟中的残余淀粉,得到富含葡萄糖的糖液用做后续同步糖化发酵前期酵母菌糖液的消耗,该过程回收淀粉所得还原糖质量浓度为18. 2 g/L,鲜醋糟中30. 1%(质量分数)的粗淀粉被回收。利用响应面试验设计方法探讨Na OH预处理干醋糟的4个因素对还原糖产率的影响,得到干醋糟最佳预处理条件,即Na OH浓度2. 2 mol/L、固液比1∶14(g∶m L)、处理时间88 min、处理温度70℃。在该条件下,后续采用正交试验优化同步糖化发酵生产酒精的试验条件,在酵母菌接种量14%、摇床转速140 r/min、处理温度30℃、处理时间84 h的条件下可得到34. 7 g/100 g的酒精产率,进行成本核算后,初步实现了醋糟生产酒精的可行性。该研究报道了利用醋糟发酵生产酒精的技术方案,为实际生产中醋糟的有效循环利用提供了理论与数据支撑。     

底物浓度对餐厨垃圾厌氧消化的影响

在中温(37℃)及固定接种比[菌泥∶餐厨=2∶1(挥发性固体质量比,VS)]条件下,考察了底物浓度(6%、9%、12%)对餐厨垃圾厌氧消化的影响。结果表明,底物浓度对累积甲烷产量、底物甲烷得率和容积产气率影响不同。随着底物浓度增加,累积甲烷产量逐渐增加,甲烷得率逐渐降低,容积产气率先增大后减小,相应的最大值及底物浓度分别为3 062 m L(总固体12%)、479 m L CH4/g挥发性固体(总固体6%)和730 m L CH4/(L·d)(总固体9%)。厌氧消化结束后,体系固形物去除率为19.24%~20.20%,挥发性固形物去除率为31.08%~32.63%。发酵结束后,消化液化学需氧量(COD)、碱度和氨氮浓度均随着底物浓度增加而增加,最大值分别为2 344 mg/L、7 232 mg Ca CO3/L和1 340 mg/L。采用Modified Gompertz模型对餐厨垃圾厌氧消化过程进行拟合,结果表明,总固体为6%时Mmax和Rmax最高,分别为486 m L/g和60.58 m L/(g·d)。     

基于高通量测序的浙江玫瑰醋发酵过程中细菌菌群结构及其动态演替撤回

基于Illumina MiSeq高通量测序对浙江玫瑰醋"冲缸放水"后醋样中的细菌DNA序列的V4区进行测序。在门水平对细菌群落进行分析,表明浙江玫瑰醋在"冲缸放水"后的发酵过程中主要菌群为变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),两者相对丰度一直处于98%以上,并且变形菌门相对丰度持续升高,厚壁菌门持续降低。在属水平对细菌进行分析表明,浙江玫瑰醋发酵过程中主要为醋酸杆菌属(Acetobacter)和乳杆菌属(Lactobacillus),并且醋酸杆菌属随着发酵的进行相对丰度呈现持续上升趋势,乳杆菌属呈现下降趋势。肠球菌属(Enterococcus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度较低,但存在于整个发酵过程。开始"冲缸放水"时的细菌组成与后期发酵有明显差异。对浙江玫瑰醋发酵过程中乳酸菌进行了分离、鉴定,得到了4株副干酪乳杆菌(L. paracasei),1株清酒乳杆菌(L. sakei),1株鼠李糖乳杆菌(L.rhamnosus),1株干酪乳杆菌(L. casei)。将浙江玫瑰醋发酵过程中细菌组成与其他醋发酵...     

基于高通量测序的浙江玫瑰醋发酵过程中细菌菌群结构及其动态演替

基于Illumina MiSeq高通量测序对浙江玫瑰醋"冲缸放水"后醋样中的细菌DNA序列的V4区进行测序。在门水平对细菌群落进行分析,表明浙江玫瑰醋在"冲缸放水"后的发酵过程中主要菌群为变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),两者相对丰度一直处于98%以上,并且变形菌门相对丰度持续升高,厚壁菌门持续降低。在属水平对细菌进行分析表明,浙江玫瑰醋发酵过程中主要为醋酸杆菌属(Acetobacter)和乳杆菌属(Lactobacillus),并且醋酸杆菌属随着发酵的进行相对丰度呈现持续上升趋势,乳杆菌属呈现下降趋势。肠球菌属(Enterococcus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度较低,但存在于整个发酵过程。开始"冲缸放水"时的细菌组成与后期发酵有明显差异。对浙江玫瑰醋发酵过程中乳酸菌进行了分离、鉴定,得到了4株副干酪乳杆菌(L. paracasei),1株清酒乳杆菌(L. sakei),1株鼠李糖乳杆菌(L.rhamnosus),1株干酪乳杆菌(L. casei)。将浙江玫瑰醋发酵过程中细菌组成与其他醋发酵过程细菌组成进行比较,发现所有醋发酵过程高丰度细菌相同,都为醋酸杆菌属和乳杆菌属,但低丰度细菌差异明显。     

高钙造纸废水中添加FeO提高厌氧颗粒污泥产甲烷能力的研究

本研究向高钙造纸废水中添加FeO,通过分析厌氧反应器中的甲烷累积产量、甲烷最大生成速率和厌氧颗粒污泥中的胞外聚合物组分（蛋白质、多糖和腐殖质）含量变化以及微生物群落变化,探讨了FeO对造纸废水厌氧消化的影响。结果表明,添加FeO对甲烷的产生有促进作用。在模拟高钙造纸废水中,与对照组相比,当FeO的添加量为1 g/L时,甲烷累积产量增加了59.4%;当FeO的添加量为15 g/L时,甲烷累积产量增加了82.3%。分别在实际造纸废水A和B中添加FeO,最多可使甲烷累积产量提高52.0%和85.4%。FeO可导致胞外聚合物组分含量提高,促进微生物的生长代谢。添加FeO改变了微生物群落组成,微生物群落多样性有很明显的提高,增强了厌氧消化反应的稳定性。因此,添加FeO有助于提高厌氧消化产甲烷能力,可以更加高效地处理高钙造纸废水。     

基于高通量测序技术比较不同来源原料乳中的细菌特征

本文采用二代高通量测序技术研究北京、河北、内蒙古、天津四地区不同季节原料乳样品中的细菌多样性并对其进行功能预测。收集四地区不同季节原料乳样品23份,提取基因组DNA后使用Illumina Mi Seq测序平台对细菌16S rRNA的V3-V4"可变区"进行测序,结合数据库对原料乳中微生物群落分布、相对丰度和细菌功能基因代谢途径进行分析。原料乳中的细菌可分为33门732属,其中变形菌门(Proteobacteria),厚壁菌门(Firmicutes),拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)为主要菌门,平均相对丰度占微生物总数的99.37%。优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)和不动杆菌属(Acinetobacter),平均相对丰度之和为60.55%。不同地区、不同季节原料乳微生物群落的结构组成和相对丰度存在差异,且假单胞菌属和气单胞菌属的相对丰度在不同季节原料乳中存在显著性差异(p0.05)。氨基酸代谢、碳水化合物代谢和膜运输为原料乳细菌主要的代谢途径。     

氯化钠对餐厨垃圾厌氧发酵产沼气影响

通过在餐厨垃圾发酵过程中添加不同质量浓度的氯化钠,分析厌氧消化过程中产气量、中间代谢产物、酶活等指标,考察氯化钠对厌氧消化产沼气的影响。结果表明,添加低质量浓度氯化钠对产沼气量影响不大,而添加高质量浓度氯化钠则对产气有较大的抑制作用,添加2 g/L氯化钠对餐厨垃圾厌氧发酵产沼气没有影响,添加5 g/L氯化钠产气量比对照提高7.5%,添加10、20、30 g/L产气量分别比对照减少17%、24%、51%。对不同氯化钠质量浓度下产气的情况进行了动力学拟合,结果表明:添加5 g/L氯化钠时,产甲烷过程与Cheynoweth方程的相关系数R2为0.991,甲烷产量B0为399 mL/g,反应速率常数k为0.114 d-1。高浓度氯化钠影响厌氧代谢过程使得丙酸和总有机酸累积。添加20、30 g/L氯化钠下脱氢酶活性受到严重抑制,添加氯化钠浓度10、20、30 g/L氢酶失活15%、55%、60%。     

基于高通量技术分析龙门传统蜂蜜醋微生物多样性

测定蜂蜜醋pH、总酸、非挥发酸、氨基酸,结合宏基因组手段分析蜂蜜醋品质与蜂蜜醋菌种的关系。通过高通量技术分析,得到13490个Unigenes片段中95.37%能够注释到NR数据库,其中97.1%序列属于细菌界。微生物群主要菌属有Komagataeibacter、Gluconacetobacter、Acetobacter、Gluconobacter及少量Granulicella。共12374(91.73%)个ORFs比对到KEGG数据库,主要的碳水化合物及氨基酸代谢途径,分别为10和14条。蜂蜜醋品质分析中,发酵液共测得11种游离氨基酸,pH为2.13,总酸为33.5 g/L,非挥发酸为9.82 g/L。进一步分析几种主要功能微生物、代谢途径与醋品质的关系,表明木醋杆菌(Komagataeibacter xylinus)、欧洲葡糖醋杆菌(Komagataeibacter europaeus)、Gluconacetobacter sp.SXCC-1通过碳水代谢及氨基酸代谢途径产生乙酸、葡萄糖酸、丁酸、天冬氨酸、谷氨酸等风味物质。本研究为进一步优化传统龙门蜂蜜醋工艺和稳定产品质量提供理论依据。     

清香型白酒酿酒大曲微生物菌群多样性解析

采用高通量测序技术对清香型堡子酒酿酒大曲样品的16S rRNA V3-V4区和ITS1-ITS2区基因序列进行测序,解析大曲微生物菌群多样性。结果表明,大曲样品中的细菌、真菌操作分类单元（OTU）数分别为124、48,细菌菌群丰富度、多样性和均匀程度较真菌高。优势细菌门（相对丰度＞1%）主要有变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）等,优势细菌属（相对丰度＞1%）主要有泛菌属（Pantoea）、乳杆菌属（Lactobacillus）、雀麦属（Bromus tectorum）等。绝对优势真菌门（相对丰度＞90%）为子囊菌门（Ascomycota）,第一优势真菌属（相对丰度＞50%）为孢圆酵母属（Torulaspora）。细菌蛋白功能主要集中在氨基酸转运与代谢、转录、碳水化合物转运和代谢等;真菌共鉴定出2个营养型和2种混合营养型,以及4个单一生态功能群和9个混合生态功能群。     

高通量测序分析玉米秸秆与牛粪联合发酵阶段微生物多样性变化

研究比较不同配比微生物菌剂添加对牛粪-玉米秸秆联合沼气发酵的影响,并采用高通量测序技术对添加了最佳菌剂的沼气发酵液中微生物多样性进行分析。结果表明,最佳玉米秸秆-牛粪发酵条件:微生物菌剂配比为蜡样芽孢杆菌、荧光假单胞菌、枯草芽孢杆菌、松嫩假单胞菌(质量比3∶2∶3∶2),在此条件下最高沼气产率和甲烷产率分别达到了72和39 m L/g VS,最高累积产沼气产率和甲烷产率分别达到了778和532 m L/g VS;高通量测序结果表明,细菌中的拟杆菌门(Bacteroidetes)的数量最为丰富,是最主要的优势类群,在沼气发酵过程中的相对丰度变化趋势为增加,由发酵初期33. 8%增加到发酵末期的43. 6%;真菌中子囊菌门(Ascomycota)的数量最为丰富,是最主要的优势类群,沼气发酵过程中相对丰度变化趋势为先增加后降低,由发酵初期65. 7%增加到发酵中期的84. 7%,又降到发酵末期的66. 8%。     

脂肪酶强化水解餐厨油脂促进厌氧消化

采用批次实验研究了脂肪酶预处理对餐厨油脂水解及其对厌氧消化性能的影响。首先考察了酶用量、水油比、pH和温度等因素对餐厨油脂水解的影响,进而通过响应面分析确定了其最佳预处理条件;最后基于预处理条件下的餐厨废水(含油脂)的厌氧消化实验,分析了预处理对餐厨废水厌氧消化的重要影响。结果表明:餐厨油脂的最佳预处理条件为:酶用量质量分数1.15%、水油质量比0.9、pH 8.0、温度42.5℃,水解率预测值为86.6%,重复实验水解率为(88.1±2.2)%,与预测值较为接近,表明该响应面模型能够很好地预测上述4个反应条件对水解的影响。对实际餐厨废水进行脂肪酶预处理和厌氧消化研究发现,加酶组的累积甲烷产量为572.12mL/g·COD,较餐厨废水组(368.86 mL/g·COD)和含油废水组(499.47 mL/g·COD)分别提高了55.10%和14.56%,表明餐厨废水中的脂肪具有较大的产甲烷潜力,脂肪酶预处理能显著提高油脂的产甲烷效率。对不同预处理条件下厌氧反应过程的pH、挥发性脂肪酸(VFAs)及脱氢酶活性进行了对比分析,发现酶促预处理对系统pH的影响较小;其对VFAs及脱氢酶活性的影响主要体现在厌氧消化前期,表现为对VFA及脱氢酶活性的显著提高,说明预水解能够保证产甲烷过程的底物供给并提高产甲烷效率。     

基于高通量测序解析赊店老酒浓香型白酒大曲古菌群落多样性

该研究采用高通量测序技术对赊店老酒制作的浓香型白酒大曲的古菌群落多样性进行分析,并进行蛋白直系同源簇（COG）功能预测。结果表明,大曲的优势古菌门（相对丰度＞1%）为广古菌门（Euryarchaeota）,相对丰度为98.51%;优势古菌属（相对丰度＞1%）为甲烷短杆菌属（Methanobrevibacter）、甲烷囊菌属（Methanoculleus）、甲烷发菌属（Methanothrix）、盐碱球菌属（Halalkalicoccus）、Methanomassiliicoccus、甲烷球形菌属（Methanosphaera）、甲烷杆菌属（Methanobacterium）、甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）、Methanospirillum、甲烷嗜热杆菌属（Methanothermobacter）,相对丰度分别为61.92%、10.51%、7.17%、6.30%、3.84%、1.72%、1.61%、1.07%、1.04%、1.00%。此外,首次在大曲中发现盐碱球菌属（Halalkalicoccus）、热球菌属（Thermococcus）、甲烷绳菌属（Methanolinea）、亚硝化侏儒菌属（Nitrosopumilus）。COG功能主要富集在翻译、核糖体结构和生物发生,能源生产与转化,氨基酸转运和代谢,辅酶运输和代谢,复制、重组和修复,转录,反映了大曲中各种酶系的合成活跃。     

木葡糖酸醋杆菌发酵黄酒糟酶解液产细菌纤维素的研究

该研究利用单因素比较法,分别考察了培养基组成、培养条件及黄酒糟酶解条件对木葡糖酸醋杆菌（Gluconacetobacter xylinus）发酵产细菌纤维素的影响。结果表明,木葡糖酸醋杆菌BC19-2产细菌纤维素的培养基组成为黄酒糟酶解液6%、红茶2 g/100 mL;培养条件为初始pH 6.0、培养温度30℃、接种量6%;黄酒糟酶解条件为酶解时间3 h,黄酒糟酶解液体积分数90%。在此优化条件下,细菌纤维素产量最高为26.5 g/L,且性能较好,为低成本的细菌纤维素生产奠定了基础。     

好食脉孢菌固态发酵醋糟产木聚糖酶的工艺优化

以醋糟为主要原料,利用好食脉孢菌固态发酵生产木聚糖酶,以木聚糖酶活力为指标,通过单因素试验和正交试验对培养条件进行优化。结果表明：由5 g醋糟和0.4 g豆渣组成培养基,初始pH 5.5,料水比13 （g/mL）,接种量10⁶个孢子/瓶,28 ℃培养3 d,该条件下的木聚糖酶活力为412.34 U/g,较优化前（114.95 U/g）提高了约3.59倍。     

高通量测序技术分析鸭皮中耐热菌群

鸭皮作为肉制品中常用的添加原料,其在不同热杀菌处理状态下的微生物多样性研究非常重要。将鸭皮分别在60、70、80、90、100、110、120℃条件下热处理后25℃恒温放置1周,通过高通量测序分析鸭皮的微生物多样性。结果表明:60℃热处理的鸭皮中主要菌属为假单胞菌属(33.52%)和不动杆菌属(18.55%),70℃热处理的鸭皮中主要菌属为不动杆菌属(18.46%)、狭义厌氧梭菌属18(12.41%)、变形杆菌属(11.04%)、假单胞菌属(10.17%)、狭义厌氧梭菌属7(8.62%),80、90℃热处理的鸭皮中优势菌属为狭义厌氧梭菌属18,相对丰度分别为63.04%和84.11%,100℃热处理组优势菌属为芽孢杆菌属(49.50%)、狭义厌氧梭菌属18(29.19%)和厌氧杆菌属(17.20%),110℃热处理组优势菌属为芽孢杆菌属(99.23%),120℃热处理组优势菌属为狭义厌氧梭菌属18(52.41%)、芽孢杆菌属(33.07%)和狭义厌氧梭菌属7(12.23%);样品聚类和β-多样性分析表明,温度对鸭皮中的细菌群落组成和丰度差异影响较大。     

青菜泡菜工业发酵过程中微生物群落结构变化分析

采用PCR-DGGE和qPCR技术检测四川工业青菜泡菜发酵过程中微生物群落组成。细菌DGGE条带表明,工业青菜泡菜中含有2个门,分别是厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria);共有12个细菌属,包括乳杆菌属(Lactobacillus)、盐单胞菌属(Halomonas)和假单胞菌属(Pseudomonas)等,其中乳杆菌属的相对丰度最高,qPCR检测其含量为10~7～10~(11) copies/mL。真菌DGGE条带表明,工业青菜泡菜的真菌属有5个,分别是德巴利氏酵母属(Debaryomyces)、假丝酵母属(Candida)、酵母属(Saccharomyces)、柯达酵母属(Kodamaea)、Cystofilobasidium,其中德巴利氏酵母属的相对丰度最高。