活性炭載體轉化琥珀酸

　　活性炭載體轉化琥珀酸

　　琥珀酸是活性炭載體的轉化。目前，琥珀酸的生產能力相對較低，不足以滿足細菌固定轉化木纖維素材料的供應需求。為了改善需求，我們使用經濟有效的活性炭載體與硅藻土、甘油、煤活性炭、椰殼活性炭和蛭石進行比較。作為琥珀酸的重復生物合成，發現椰殼材料的活性炭電勢*低，是一種重要的可再生經濟材料。

　　琥珀酸是C4-二羧酸家族的高價值分子可以通過不完全還原三羧酸(TCA)生物技術合成循環或乙醛酸分流。椰殼活性炭是一種非常有價值的吸附劑材料，因為它具有相對較高的機械強度、良好的耐磨性、固有的顆粒結構、發達的孔隙和比其他材料更便宜的替代品?；钚蕴恳蚱鋬灹嫉奶烊唤Y構和低灰含量而被選為固定材料。過去，椰殼活性炭配備熱厭氧桿菌，用于穩定生物氫的生產，用于苯酚和氰化物的生物吸附或生物積累。本文介紹了活性炭載體通過簡單的細胞粘附技術為水解產物生產琥珀酸提供合適的環境，并介紹了各種現有固定載體與活性炭的比較，以證明其活性炭的優勢。

　　活性炭載體和其他材料的表面積和孔隙率   總孔體積和材料純度的標準是決定固定載體正確選擇的重要因素。特定材料中低灰含量與高純度有關。本研究中使用的載體材料的特性概述在表中。材料的表面積和孔隙特征決定了粘附程度(細胞表面相互作用)和內聚力(細胞-細胞相互作用)。與其它材料相比，椰殼活性炭和煤質活性炭材料具有較高的比表面積和總孔體積。值得注意的是，大孔體積意味著更高的容納能力。

　　椰殼活性炭的平均孔徑遠大于煤質活性炭，差異近5倍。在這方面，三種內孔與吸附劑材料有關：(i)微孔(直徑<2nm)，(ii)中孔(直徑=2-50nm)，和(iii)大孔(直徑>50nm)。根據目標分子的大小固定化程度，吸附這種孔隙類型。然而，大孔結構可能不會影響材料的吸附。例如，硅藻土一種二氧化硅)有大孔主導結構，但比表面積性能差。實驗表明，比表面積高的材料具有較強的吸附性。

　　通過活性炭載體的發酵性能   固定活性炭載體會導致更多的木纖維素糖吸附在活性炭載體上。琥珀酸生產能量高，糖含量高。為了確定每種載體材料的比表面積、孔隙率和電勢等因素，嘗試進一步的實驗來澄清它們對細菌發酵性能的可能影響。煤活性炭雖然比表面積高，但會產生小碳粉，使發酵液變質，一段時間后琥珀酸質量下降，限制了進一步的動力學研究。因此，椰殼活性炭、蛭石和硅藻土僅用于目前的分析。

　　觀察椰殼活性炭的細菌。琥珀酸觀察130Z椰殼活性炭在菌落32H分批培養后的孔隙中生長檢查。圖(a和b)椰殼活性炭SEM圖像，而圖(c和d)描述了負載木纖維素的活性炭載體。這一發現表明琥珀酸可能是圓形、灰色和半透明生物體，約為0.63微米×0.63微米×1.平均尺寸為21微米。確認活性炭中的多孔結構允許細胞生長。

　　圖中(a)100倍放大單個多孔活性炭的視圖，(b)在1萬倍放大倍數下，高度多孔、不規則結構化活性炭C的特寫視圖，(c)和(d)細菌批量培養后，放大1萬倍，負荷固定在活性炭上。

　　琥珀酸發酵中活性炭的孔隙率、表面積和低電勢有助于其優異的性能。根據一系列事實，活性炭負載琥珀酸可以提高木纖維素水解產量、生產能力和琥珀酸滴度?；钚蕴繖C械性能強，操作穩定性長。從工業角度看，細胞固定化的使用有利于木纖維素生物質的高利用率。