柠檬酸-沼气双发酵耦联工艺中钠离子的影响

提出了柠檬酸-沼气双发酵耦联工艺,用于处理柠檬酸发酵过程中产生的废水,柠檬酸废水经厌氧消化处理后作为配料水回用于下一批次的柠檬酸发酵,从而实现废水零排放。厌氧水中超过1 000mg/L的Na~+在回用过程中会严重抑制柠檬酸发酵,柠檬酸产量为118.5 g/L,较空白下降了15.6%。单因素试验表明,Na~+对柠檬酸发酵的抑制质量浓度为200 mg/L。通过对发酵过程中糖化酶、异麦芽糖酶及柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶等胞内关键酶活力变化的分析,初步探讨了其影响机理。结果表明,高达1 000 mg/L的Na~+会导致黑曲霉胞内异柠檬酸脱氢酶活力升高,柠檬酸代谢活力增强。同时,培养基中糖化酶和异麦芽糖酶活力受到抑制,发酵结束时部分糊精和异麦芽糖不能被完全降解,残总糖质量浓度升高至30 g/L,黑曲霉可利用的糖浓度减小,柠檬酸合成速率和柠檬酸产量降低。加入过量糖化酶可以有效减弱高质量浓度Na~+的抑制作用,但柠檬酸产量仍然低于去离子水发酵。

On the effect of the sodium ions on the citric acid fermentation in the integrated citric acid-methane fermentation process