[发明专利]一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法

说明书

本发明属于短链脂肪酸制备领域，特别涉及一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法，包括以下步骤：(1)对纤维类废弃物进行预处理；(2)将预处理后的纤维类废弃物与微生物菌群混合进行厌氧发酵以获得短链脂肪酸。该方法以纤维类废弃物定向生物转化、合成短链脂肪酸，主要生产乙酸、丙酸、异丁酸和丁酸四种短链脂肪酸，具有操作简单、成本低、周期短等特点，试验效果显著，显示出很好的短链脂肪酸合成效果。

技术领域

本发明属于短链脂肪酸制备领域，特别涉及一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法。

背景技术

短链脂肪酸(short-chain fatty acids，SCFAs)主要由乙酸、丙酸和丁酸组成，在调节宿主代谢、免疫系统和细胞增殖方面具有关键作用，近年来被广泛研究。SCFAs作为信号分子广泛分布于全身，参与多个系统的病理生理过程，在多种消化系统肿瘤和炎症相关疾病中都强调了SCFAs的保护机制。亦有研究报道，SCFAs可以显著改善肠道和肝的氧化应激和炎症反应。因此短链脂肪酸具有良好的应用前景。

CN201810125553.8短链脂肪酸及利用污泥厌氧发酵生成短链脂肪酸的方法，利用污泥进行厌氧发酵后期投加甲烷抑制剂并搅拌混合，且在反应器周围施加磁场以生成短链脂肪酸。但是上述生产方法处理流程复杂、设备占地广、生产周期长，且利用污泥作为原料，后期提取短链脂肪酸难度大。CN114032205A公开了一种用于产中链脂肪酸微生物菌群的驯化培养方法，将纤维类废弃物定向生物转化、合成中长链脂肪酸，具有操作简单、成本低、周期短等特点。纤维类废弃物相较于污泥是一种干净能源，但是现有技术中对于利用纤维类废弃物厌氧发酵生产短链脂肪酸的方面涉及较少。

基于上述内容，提出一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法。

发明内容

本发明旨在现有技术存的技术问题，提出了一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法。

通过以下制备工艺来实现上述目的：

本发明提供一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法，包括以下步骤：

(1)对纤维类废弃物进行预处理；

(2)将预处理后的纤维类废弃物与微生物菌群混合置于厌氧产酸培养基中进行厌氧发酵以获得短链脂肪酸。

作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤(1)的预处理步骤为：将纤维类废弃物与2％H₂SO₄溶液按比例混合后在100℃反应12h，反应后将纤维类废弃物冲洗至中性，用于厌氧发酵，所述步骤(2)的厌氧发酵时间为4d。

作为上述技术方案的进一步改进，，所述步骤(1)的预处理步骤为：将纤维类废弃物与1％NaOH溶液按比例混合后在100℃反应12h，反应后将纤维类废弃物冲洗至中性，用于厌氧发酵，所述步骤(2)的厌氧发酵时间为6d。

作为上述技术方案的进一步改进，所述比例为液固比10mL/g。

作为上述技术方案的进一步改进，所述微生物菌群包括梭状芽胞杆菌Clostridia、变形菌Gammaproteobacteria和厚壁菌Negativicutes。

作为上述技术方案的进一步改进，所述微生物菌群的获得方法步骤为：

(1)将0.5％/w/v滤纸条置于封闭厌氧环境的富集培养基中，然后将微生物菌群组成菌株接种至富集培养基上在35℃环境中静置富集培养，至滤纸开始分解为一个富集过程，连续重复富集至少3次，获得包含微生物菌群的富集培养液；

(2)将所述富集培养液接种于发酵培养基中，加入纤维类废弃物作为碳源，利用滤纸条作为分解外观指标，在35℃环境中静置培养，至滤纸条分解且纤维类废弃物软化时取部分富集培养液作为种子接种到发酵培养基中，继代培养至少10代，筛选分解力强的培养物作为进行厌氧产酸发酵的微生物菌群。