Question

沼气发酵微生物是怎样分类的？

Answer 1

沼气发酵微生物是一个统称，包括发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌五大类群。这些微生物按照各自的营养需要，起着不同的物质转化作用。前三类群细菌的活动可使有机物形成各种有机酸，将其统称为不产甲烷菌；后二类群细菌的活动可使各种有机酸转化成甲烷，将其统称为产甲烷菌，沼气微生物的分类如图1-1所示。

图1-1 沼气微生物的分类

在沼气发酵过程中，五大类群细菌构成一条食物链，从复杂有机物的降解，到甲烷的形成，就是由它们分工合作和相互作用而完成的。从各群细菌的生理代谢产物或它们的活动对发酵液pH（酸碱度）的影响来看，沼气发酵过程可分为水解、产酸和产甲烷阶段。

（1）不产甲烷菌

不产甲烷菌能将复杂的大分子量的有机物变成简单的小分子量的物质。它们的种类繁多，根据作用基质来分，有纤维分解菌、半纤维分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌和一些特殊的细菌，如产氢菌、产乙酸菌等。

（2）产甲烷菌

产甲烷菌是沼气主要成分——甲烷的产生者，是沼气发酵微生物的核心。产甲烷菌严格厌氧，对氧和氧化剂非常敏感，最适宜的pH范围为中性或微碱性。它们依靠CO₂和氢生长，并以废物的形式排出甲烷，是要求生长物质最简单的微生物。

根据产甲烷菌所利用的主要产甲烷底物的不同，可分为食氢产甲烷菌（图1-2）和食乙酸产甲烷菌两大类群。食氢产甲烷菌包括甲烷杆菌目和甲烷球菌目的全部及甲烷微菌目的大部分种，他们均以H₂和CO₂为底物生成甲烷，并且大部分可以利用甲酸生成甲烷。食乙酸产甲烷菌有甲烷八叠球菌（图1-3）和甲烷丝菌（图1-4）两属，它们除利用乙酸外还可利用甲醇、甲胺生成甲烷，甲烷八叠球菌的多数还可以利用H₂和CO₂生成甲烷。产甲烷菌广泛存在于水底沉积物和动物消化道等极端厌氧的环境中。

图1-2 食氢产甲烷菌

（a）瘤胃甲烷短杆菌 （b）沃尔塔甲烷球菌 （c）亨氏甲烷螺菌

图1-3 甲烷八叠球菌

图1-4 甲烷丝菌