厌氧培养--微生物厌氧培养

1.可利用厌氧产气袋法进行厌氧培养。

规格2.5L的产气袋只能将2.5L容积内的氧气完全吸收，转化成二氧化碳，同理，3,5L的产气袋能吸收3.5L容积的氧气。微需要产气袋和二氧化碳产气袋亦是如此，为达到相应的氧气浓度和二氧化碳浓度，不仅容积要固定，放置的培养物数量也基本要装满，在出厂前都根据计算设定好了的，所以，培养也需要在设定的条件下进行。

日本三菱的厌氧培养罐有两种规格:2.5L(13.5*19.7*9.5cm,容纳12只9cm标准培养皿)，配套使用1只2.5L规格的厌氧产气袋;7.0L(21.3*28.0*11.2cm,容纳42只9cm标准培养皿)，配套使用3只2.5L规格的厌氧产气袋或者2只3.5L的厌氧产气袋。两种都是长方体，原厂的产气袋培养后不会产生负压，直接可以打开，所以不需要泄压孔。

2.厌氧袋(Bio-bag)即在塑料袋内造成厌氧环境来培养厌氧菌。塑料袋透明而不透气，内装气体发生管(有硼氢化钠的碳酸氢钠固体以及5%柠檬酸安瓿)、美兰指示剂管、钯催化剂管、干燥剂。放入已接种好的平板后，尽量挤出袋内空气，然后密封袋口。先折断气体发生管，后折断美兰指示剂管，命名袋内在半小时内造成无气环境。如不突变表示袋内已达厌氧状态，可以孵育。

3.厌氧手套箱(Anaerobie glove box)是迄今为止国际上公认的培养厌氧菌最佳仪器之一。它是一个密闭的大型金属箱，箱的前面有一个有机玻璃做的透明面板，板上装有两个手套，可通过手套在箱内进行操作，故名。箱侧有一交换室，具有内外二门，内门通箱内先关着。欲放物入箱，先打开外门，放入交换室，关上外门进行抽气和换气(H2，CO2，N2)达到厌氧状态，然后手伸入手套把交换室内门打开，将物品移入箱内，关上内门。箱内保持厌氧状态，也是利用充气中的氢在钯的催化下和箱中钱残余氧化合成水的原理。该箱可调节温度，本身是孵箱或孵箱即附在其内，还可放入解剖显微镜便于观察厌氧菌菌落，这种厌氧箱适于作厌氧细菌的大量培养研究，大量培养基可放入作预还原和厌氧性无菌试验。金属硬壁型厌氧箱的抽气、充气、厌氧环境和温度等均系自动调节。

厌氧处理是利用厌氧菌的作用，去除废水中的有机物，通常需要时间较长。

厌氧过程可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。

水解酸化的产物主要是小分子有机物，使废水中溶解性有机物显著提高，而微生物对有机物的摄取只有溶解性的小分子物质才可直接进入细胞内，而不溶性大分子物质首先要通过胞外酶的分解才得以进入微生物体内代谢。例如天然胶联剂(主要为淀粉类)，首先被转化为多糖，再水解为单糖。纤维素被纤维素酶水解成纤维二糖与葡萄糖。半纤维素被聚木糖酶等水解成低聚糖和单糖。

水解过程较缓慢，同时受多种因素的影响，是厌氧降解的限速阶段。在酸化这一阶段，上述第一阶段形成的小分子化合物在发酵细菌即酸化菌的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细菌体外，主要包括挥发性有机酸(VFA)、乳醇、醇类等，接着进一步转化为乙酸、氢气、碳酸等。酸化过程是由大量发酵细菌和产乙酸菌完成的，他们绝大多数是严格厌氧菌，可分解糖、氨基酸和有机酸。

厌氧微生物对苯环化合物也具有降解作用。低分子量的苯环化合物受到厌氧降解时，要经过三个步骤。

第一步是:惰性的化合物受到活化，其中包括羧基化反应、厌氧羟基反应和CoA硫醚键的形成，苯环化合物必须形成一些苯环中间产物，以便接受到还原攻击，这些反应包括脱羟基反应或转羟基反应;

第二步:中心苯环中间产物受到厌氧微生物生物还原酶的攻击，形成脂环化合物通过生物作用形成3-氧代化合物或直接还原成3-氧代化合物;

第三步:非脂环化合物被转化为中心代谢物。

经研究发现，将厌氧过程控制在水解和酸化阶段，可以在短时间内和相对高的负荷下获得较高的悬浮物去除率，并大大改善和提高废水的可生化性和溶解性。且水解酸化不需要密闭的池，也不需要复杂的三相分离器，出水无厌氧发酵的不良气味，因而也不会影响废水处理厂的环境，所以将厌氧控制在水解酸化阶段。

20世纪90年代以后，美国制定了单组份厌氧胶的标准(ASTM 5363-97)，规范了厌氧胶的制造和作用。中国也有了化工行业标准(HG/T 3737-2004)。