高濃度油脂含有廃棄物の高温好気発酵処理過程における微生物相の遷移に関する研究

高浓度油脂废弃物高温好氧发酵处理过程中微生物群转变研究

基本信息

批准号：
12780414
负责人：
中野和典
金额：
$ 1.28万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780414/
关键词：
高温好気発酵廃棄物処理微生物相 PCR-DGGE 油脂好熱菌サプリメント

项目摘要

分子生態学的手法(PCR-DGGE法)を利用して、高温好気発酵による油脂分解過程における優占微生物種の変遷を把握し、適当な栄養源(サプリメント)の添加によって油脂分解速度が高速化される現象についてのメカニズムを微生物相の観点から明らかにすることを目的とし、以下の成果を得た。1.固体発酵系である高温好気発酵のサンプルからDNAを抽出する手法を検討した結果、Benzyl Chloride法が回収率および操作の簡便さの観点から最適であった。2.市販のサラダ油を用いて25日から70日に渡る長期連続油脂分解実験を繰り返し、連続処理系での油脂投入サイクルおよび油脂投入量の最適化を行った結果、最大で6.4kg-lipid/m^3dayの油脂消滅処理速度を達成することができた。3.最適化した油脂投入条件を実高濃度油脂性廃棄物の長期連続油脂分解実験(80日間)に適用したところ、4種類の実高濃度油脂性廃棄物に対してそれぞれ5.4〜7.9kg-lipid/m^3dayの油脂消滅処理速度を得ることができた。これはCOD換算では活性汚泥法の10倍以上の処理速度であった。さらに炭酸ガスへの転換率が80%以上であったことから、余剰汚泥の生成を最小限に抑えることができたことも確認された。4.初年度に確立したPCR-DGGE法を利用し、様々なサプリメント添加条件で行った連続処理系における微生物群の動態解析を行ったところ、サプリメント条件とDGGEで得られるDNAバンドパターン間に相関が見られた。最適化されたサプリメント条件で得られるバンドパターンの再現性が特に良いことから、油脂分解処理能が特定のバンドパターンを示す微生物群に依存していることが示唆された。また、適当なサプリメントによって特定の微生物群が優先的に誘導されることが油脂分解速度が高速化されるメカニズムとして浮き彫りになった。

采用分子生态学方法（PCR-DGGE法），掌握了高温好氧发酵油脂分解过程中优势微生物种类的变化，发现添加适当的添加物可加快油脂分解速度。目的是从微生物群的角度阐明这一现象背后的机制，并获得以下结果。 1. 对从高温好氧发酵（固态发酵系统）获得的样品中提取 DNA 的方法进行了研究，发现氯化苄法在回收率和操作简便性方面是最佳的。 2. 使用市售色拉油，重复进行 25 至 70 天的长期连续脂肪分解实验，并优化连续处理系统中的脂肪输入周期和脂肪输入量，结果最大产量为 6.4 kg-脂质/We能够实现m^3天的脱脂处理速度。 3.将优化的进油条件应用于实际高浓度含油废物的长期连续油分解实验（80天）时，发现四种实际高浓度含油废物各5.4至7.9 kg-得到了脂质/m^3天的油脂消失处理率。就 COD 而言，这比活性污泥法快 10 倍以上。此外，由于二氧化碳气体的转化率超过80%，因此证实可以将剩余污泥的产生保持在最低限度。 4. 利用第一年建立的PCR-DGGE方法，我们分析了连续处理系统中在不同添加条件下微生物群落的动态，发现添加条件与DGGE获得的DNA带模式之间存在相关性。看到了。在优化的补充条件下获得的条带图案的再现性特别好，这表明降解脂肪和油的能力取决于表现出特定条带图案的微生物群。此外，通过适当的补充剂优先诱导特定微生物群已被强调为加速脂肪和油分解速率的机制。