อ่าน 3 นาที
การสร้างกรด
กระบวนการสร้างกรด (Acidogenesis) เป็นขั้นตอนที่สองในสี่ขั้นตอนของ การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน :
การสร้างกรด
กระบวนการสร้างกรด (Acidogenesis)เป็นขั้นตอนที่สองในสี่ขั้นตอนของการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน :
- ไฮโดรไลซิส : ปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้สารแขวนลอยละลาย และ เปลี่ยน พอลิเมอร์ ขนาดใหญ่ ให้กลายเป็นโมโนเมอร์ที่ เรียบง่ายกว่า
- กระบวนการสร้างกรด: ปฏิกิริยาทางชีวภาพที่โมโนเมอร์อย่างง่ายถูกเปลี่ยนเป็นกรดไขมัน ระเหย ง่าย
- กระบวนการ สร้างอะซิติก : ปฏิกิริยาทางชีวภาพที่กรดไขมันระเหยง่ายถูกเปลี่ยนเป็นกรดอะซิติกคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจน
- กระบวนการ สร้างมีเทน (Methanogenesis ): ปฏิกิริยาทางชีวภาพที่เปลี่ยนอะซิเตต เป็น มีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ โดยใช้ไฮโดรเจนเป็นวัตถุดิบ
การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการทางชีวเคมี ที่ซับซ้อน ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยา ทางชีวภาพโดยกลุ่มจุลินทรีย์เพื่อเปลี่ยนสารประกอบอินทรีย์ให้เป็นมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นกระบวนการทำให้เสถียรที่ช่วยลดกลิ่นเชื้อโรคและปริมาณของเสีย
แบคทีเรียไฮโดรไลติก สร้าง ผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ลดลงหลากหลายชนิด จาก การหมักสารตั้งต้นที่กำหนดคำถามพื้นฐานข้อหนึ่งที่เกิดขึ้นคือ ลักษณะ ทางเมตาบอลิซึมที่ควบคุม การไหลของ คาร์บอนและอิเล็กตรอนไปยังผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ลดลงที่กำหนดในระหว่างการเพาะเลี้ยงบริสุทธิ์และการเพาะเลี้ยงแบบ ผสม ของแบคทีเรียไฮโดรไลติก ที่สร้างมีเทน Thermoanaerobium brockii เป็นแบคทีเรียไฮโดรไลติกที่ ทนความร้อนซึ่งเป็นตัวแทน ซึ่งหมัก กลูโคสผ่านทางวิถี Embden–Meyerhof Parnas T. brockii เป็นแบคทีเรีย กรดเฮเทอโรแลคติกที่ผิดปกติเนื่องจากมันสร้างไฮโดรเจนโมเลกุล ( H2 ) นอกเหนือจากกรดแลคติกและเอทานอลผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ลดลงของการหมักกลูโคสถูกสร้างขึ้นโดยเอนไซม์ จาก ไพรูเวตผ่านกลไกต่อไปนี้: แลคเตตโดย แลคเตตดีไฮโดรจีเนสที่กระตุ้นด้วยฟ รุกโตส 1-6อัลล์ฟอสเฟต ( F6P ) ; H2 โดยไพรูเวตเฟอร์เรดอกซินออก ซิโดรีดักเทส และไฮโดรจีเนส ; และเอทานอลผ่านแอลกอฮอล์ดีไฮโดรจีเนสที่เชื่อมโยงกับNADHและNADPH [ 1 ]
นอกจากนี้ ยังพบกิจกรรมการสร้างกรดในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 แต่จนกระทั่งช่วงกลางทศวรรษที่ 1960 จึงได้มีการนำวิศวกรรมการแยกเฟสมาใช้เพื่อปรับปรุงเสถียรภาพและการบำบัดของเสีย[ 2 ]ในเฟสนี้ โมเลกุลที่ซับซ้อน( คาร์โบไฮเดรตไขมันและโปรตีน)จะถูกย่อยสลาย เป็น สารประกอบที่ละลายได้โดยเอนไซม์ไฮโดรไลติก ( เซลลูเลสเฮมิเซลลู เล สอะไมเลส ไลเปสและโปรตีเอส ) สารประกอบที่ถูกไฮโดรไลซ์จะถูกหมักเป็นกรดไขมันระเหย (อะซิเตตโพรพิโอเนต บิวทิเรตและแลคเตต ) สารประกอบที่เป็นกลาง (เอทานอลเมทานอล ) แอมโมเนียไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
กระบวนการสร้างอะซิเตตเป็นหนึ่งในปฏิกิริยาหลักของขั้นตอนนี้ โดยในกระบวนการนี้สารเมตาบอไลต์ ระดับกลางที่ เกิดขึ้นจะถูกเมตาบอไลซ์เป็นอะซิเตต ไฮโดรเจน และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยแบคทีเรียหลักสามกลุ่ม:
- โฮโมอะซีโตเจน ;
- ซินโทรฟส์และ
- สารลดซัลเฟอร์
แบคทีเรีย ที่ใช้ใน การผลิต กรดอะซิติกมีอยู่ 3 ชนิด ได้แก่:
ในปี 1979 Winter และ Wolfe ได้แสดงให้เห็นว่าA. woodiiที่อยู่ในภาวะซินโทรฟิกกับMethanosarcinaสามารถผลิตมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์จากฟรุกโตสแทนที่จะเป็นอะซิเตต 3 โมเลกุล[ 6 ] Moorella thermoaceticaและClostridium formiaceticumสามารถลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นอะซิเตตได้ แต่พวกมันไม่มีไฮโดรจีเนสที่ยับยั้งการใช้ไฮโดรเจน ดังนั้นพวกมันจึงสามารถผลิตอะซิเตต 3 โมเลกุลจากฟรุกโตสได้ กรดอะซิติกเป็นโคเมตาโบไลต์ของการหมักสารอินทรีย์ ( น้ำตาลกลีเซอรอลกรดแลคติกฯลฯ) โดยกลุ่มจุลินทรีย์ที่หลากหลายซึ่งผลิตกรดที่แตกต่างกัน:
- แบคทีเรียโพรพิโอนิก ( โพรพิโอเนต + อะซิเตต);
- คลอสทริเดียม (บิวทิเรต + อะซิเตต);
- แบคทีเรียในกลุ่มเอนเทอโรแบคทีเรีย (อะซิเตต + แลคเตต); และ
- แบคทีเรียเฮเทอโรเฟอร์เมนเททีฟ (อะซิเตต, โพรพิโอเนต, บิวทิเรต, วาเลอเรตฯลฯ)
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การสร้างกรด
กระบวนการสร้างกรด (Acidogenesis) เป็นขั้นตอนที่สองในสี่ขั้นตอนของ การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน :