嗜高溫厭氧發酵的微生物-實驗生物顯微鏡
嗜高溫厭氧發酵的微生物
微生物能在高溫下生長已經被認識多年。對于化學反應而言，
依據阿倫尼烏斯方程，溫度每升高10℃，化學反應速率將增加一倍
。然而，對于微生物的反應卻不同。因為特定的微生物對溫度的反
應也是特定的。根據厭氧發酵的較適生長溫度在30～40℃或者50～
60℃之間，將不同種類的微生物分成常溫菌和嗜高溫菌。
當把厭氧發酵當做一個整體的時候，厭氧生物反應器中發現的
微生物菌群在20～60℃之間均能快速增長，而且在常溫菌和嗜高溫
菌中沒有發現理論上的溫度界限。在20℃以下或者60℃以上進行厭
氧發酵的大部分結果顯示，其產甲烷的能力低于溫度在20～60℃之
間的情況。然而，有結果顯示，即使是在70℃或者更高的極端嗜熱
溫度下，厭氧發酵也是有可能發生的。在高溫下的糞肥發酵實驗結
果顯示，當溫度從55℃上升到65℃時，厭氧反應的微生物數量發生
的變化較大。與細菌相比，古菌的數量有明顯增加。除此之外，隨
時間的變化，產甲烷生物的數量也會發生明顯的變化，利用氫的產
甲烷微生物的種群數量也發生了變化。比如，當發酵的時間超過3
個月，優勢種群就從產甲烷細菌屬變成了產甲烷球菌屬。這也說明
厭氧發酵在極端的環境中，需要花幾個月的反應時間才能建立一個
穩定的微生物菌群。這樣很難猜測，在幾個月長的時間后實際甲烷
的產量是否會降低。研究發現，在正常的溫度范圍內嗜熱反應器的
常規碳流與常溫反應器的非常相似。一些稍微有些高含量的碳通過
醋酸鹽途徑代謝，而少量的碳則通過揮發性脂肪酸途徑代謝。研究
發現，許多極端嗜熱菌或古菌以產生醋酸鹽和氫作為它們的終產物
因此，在高溫下，有少量的丁酸鹽和丙酸鹽會產生。在處理糞肥
的嗜熱厭氧反應器中，需要考察不同的微生物茵群所適應的不同的
極限溫度。例如，在眾多產甲烷菌中，利用醋酸鹽的菌(62℃)比利
用氫的菌(75℃)極限溫度要低得多。然而，反應的實際溫度卻影響
著反應器中特殊菌體的活動。
因此，與嗜熱反應器相比，在極端嗜熱反應器中需要找到一個
更高的適宜溫度和極限溫度。在微堿性條件下，80℃溫泉中采集的
微生物樣品中發現了產甲烷菌，這說明在這一高溫下甲烷生產也是
可能的。
