酸発生は、嫌気性消化の4段階のうちの第2段階です:
- 加水分解です。 微粒子が可溶化され、大きなポリマーがより単純なモノマーに変換される化学反応;
- Acidogenesis (酸生成)。 単純なモノマーが揮発性脂肪酸に変換される生物反応;
- Acetogenesis。 揮発性脂肪酸が酢酸、二酸化炭素、水素に変換される生物学的反応
- メタン生成。 酢酸がメタンと二酸化炭素に変換され、水素が消費される生物学的反応
嫌気性消化は、微生物のコンソーシアムによる、有機化合物をメタンと二酸化炭素に変換する生物学的媒介反応の複合生物化学プロセスである。 これは安定化プロセスであり、臭気、病原体、および質量減少を低減します。
加水分解菌は、所定の基質の発酵からさまざまな還元最終生成物を形成します。 加水分解菌の純粋培養およびメタン生成混合培養において、所定の還元性最終生成物への炭素および電子の流れを制御する代謝的特徴に関する1つの基本的な疑問が生じる。 Thermoanaerobium brockiiは、代表的な好熱性加水分解菌で、Embden-Meyerhof Parnas経路でグルコースを発酵させる。 T. brockiiは、乳酸とエタノールに加えて水素分子(H2)を生成することから、非定型のヘテロ乳酸菌である。 グルコース発酵の還元性最終生成物は、ピルビン酸から酵素的に以下の機構で生成される。【】全リン酸(F6P)活性化乳酸脱水素酵素による乳酸、ピルビン酸フェレドキシン酸化還元酵素と水素添加酵素によるH2、NADHおよびNADPH結合アルコール脱水素酵素によるエタノール。
その傍らで、20世紀初頭に酸生成活性が発見されたが、安定性の向上や廃棄物消化槽の処理のために、相分離の工学が想定されたのは1960年代中頃であった。 この段階では、複合分子(炭水化物、脂質、タンパク質)が加水分解酵素(セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、プロテアーゼ)により可溶性化合物に解重合される。 加水分解された化合物は、揮発性脂肪酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸)、中性化合物(エタノール、メタノール)、アンモニア、水素、炭酸ガスに発酵する。
酢酸発酵はこの段階の主要反応の一つで、このとき生成した中間代謝物は3大菌群によって酢酸、水素および炭酸ガスに代謝される。
- ホモ酢酸菌;
- 合成菌;
- 硫黄酸化菌である。
酢酸生産には、
- Clostridium aceticum;
- Acetobacter woodii;
- Clostridium termoautotrophicumの3種の細菌が考えられている。
Winter y Wolfeは1979年にA. wodiiがMethanosarcinaと共栄的に結合して、3分子の酢酸の代わりにフルクトースからメタンと二酸化炭素を生成することを実証しました。 Moorella thermoaceticaとClostridium formiaceticumは炭酸ガスを酢酸に還元することができるが、水素利用を宿すヒドロゲナーゼを持っていないので、フルクトースから3分子の酢酸を生産することが可能である。 酢酸は、有機基質発酵(糖、グリセロール、乳酸など)の共代謝物として、異なる酸を生成する多様な微生物群によって同様に生成される。 *プロピオン酸菌(プロピオン酸+酢酸)、
- Clostridium(酪酸+酢酸)、
- Enterobacteria(酢酸+乳酸)、
- ヘテロ発酵菌(酢酸、プロピオン酸、酪酸、バレレート、など)
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