Acetogenesis is the stage when the

Acetogenesis is the stage when the products of the hydrolysis are processed to hydrogen,

carbon dioxide, formate and acetate. This pathway occurs naturally in well balanced

methanogenic systems. However, in practice, there are cases of electron or hydrogen

accumulation (e.g. when methanogenesis is inhibited) when numerous other fermentation

products may be formed (e. g. propionate, butyrate, lactate, succinate, and alcohols) as a

mechanism to remove the excess electrons or hydrogen. Organisms that convert these

fermentation products to acetate, generally exhibit obligate proton- reducing metabolism

and are obligatory dependent on the hydrogen removal as referenced in Archives of Env.

Protection. Because of this the acetogenic bacteria are also called obligatory hydrogen-
producing acetogens (OHPAs).

Despite the significant importance of synthrophs, the knowledge of their taxonomic

position, diversity and physiology is insufficient, mainly because of the difficulties in

isolating them. Several important proton-reducing syntrophic bacteria such as butyrate-
oxidizers, propionate- oxidizers and even acetate-oxidizers have been successfully isolated

and cultured from methanogenic communities in recent years as referenced in Archives of

Env. Protection. Thermophilic acetate-oxydizing syntroph, Thermacetogenium phaetum,

was isolated and characterized by Hattori et al. (2000). The first described syntrophic

propionate-oxidizing bacterium is Syntrophobacter wolinii, followed by two other

Syntrophobacter species. Syntrophus aciditrophicus, isolated by Jackson et al. (1999), is a

universal syntroph oxidizing fatty acids and benzoate. Smithella propionica, which was

isolated by Liu et al. (1999) is an organism that produces much less acetate from

propionate than the Syntrophobacter strains, and besides acetate it produces small amount

of butyrate. Thermophilic propionate- oxidizing bacteria have also been described, and two

of these have been obtained in pure culture so far: Pelotomaculum thermopropionicum

strain SI, and Desulfotomaculum thermobenzoicum, subsp. Thermosintrophicum. Finally,

Sekiguchi et al. (2000) isolated a thermophilic butyrate-oxydizer capable of oxidizing

saturated fatty acids with four to ten carbon atoms.

3.3 Methanogenic microorganisms;

The main route of methane production is through a syntrophic relationship between

acetate-oxidizing bacteria and hydrogen-utilizing methanogenic Archea. The acetoclastic

and hydrogenotrophic methanogens contribute 70% and 30%, respectively, to the methane

production in industrial wastewater treatment.

Numerous methanogens have been isolated and described so far, but the studies, mainly

based on 16S rDNA cloning analyses, suggest that the most commonly found methanogens

genera, in the biogas reactors, are Methanobacterium, Methanothermobacter (formerly

Methanobacterium), Methanobrevibacter, Methanosarcina, and Methanosaeta (formerly

Methanotrix) as referenced in Archives of Env. Protection.

Among the acetoclastic methanogenic organisms, Methanosarcina and Methanosaeta

species has been reported to be dominated in large-scale mesophilic and thermophilic

digesters treating wastewater and sewage sludge. Its dominance comes mainly due to its

wide tolerance for environmental factors such as nutrients and temperature (Palmisano &

Barlaz 1996).

3.4 Interactions between different microbial consortia in the AD

reactors

As mentioned previously the anaerobic methanogenesis is a process that evolves at least

four different groups of anaerobic microorganisms. Each group contains diverse

microorganisms responsible for different metabolic tasks. Distinguishing characteristic of

this anaerobic consortium is that different species of anaerobic microorganisms degrade

one organic compound interactively, sharing energy and carbon sources from the

compound (Sekiguchi et al. 2001).

These organisms have developed specific kind of interdependent relationship called

syntrophy, special kind of symbiotic cooperation of mutual dependence of the partner

bacteria with respect to energy limitation where neither partner can exist without the

other and together they exhibit a metabolic activity that neither one could accomplish on

its own. In this unique cooperation between two metabolically different types of

microorganisms they depend on each other for degradation of a certain substrate for

energetic reasons (Schink 1997).

This unique cooperation between the MOs involved in the methanogenesis has evolved due

to the need to utilize the energy obtained from the electron donor substrate more

efficiently. The overall reaction anaerobic degradation is a reaction with very low energy

yield comparing to the aerobic degradation. The main reason is that the electron acceptor

in this case is the carbon dioxide and not oxygen like in the aerobic degradation. Carbon in

the carbon dioxide is in the most highly oxidized state with a COD: C ratio of z

Kết quả (Việt) 1:

Acetogenesis is the stage when the products of the hydrolysis are processed to hydrogen,carbon dioxide, formate and acetate. This pathway occurs naturally in well balancedmethanogenic systems. However, in practice, there are cases of electron or hydrogenaccumulation (e.g. when methanogenesis is inhibited) when numerous other fermentationproducts may be formed (e. g. propionate, butyrate, lactate, succinate, and alcohols) as amechanism to remove the excess electrons or hydrogen. Organisms that convert thesefermentation products to acetate, generally exhibit obligate proton- reducing metabolismand are obligatory dependent on the hydrogen removal as referenced in Archives of Env.Protection. Because of this the acetogenic bacteria are also called obligatory hydrogen-producing acetogens (OHPAs).Despite the significant importance of synthrophs, the knowledge of their taxonomicposition, diversity and physiology is insufficient, mainly because of the difficulties inisolating them. Several important proton-reducing syntrophic bacteria such as butyrate-oxidizers, propionate- oxidizers and even acetate-oxidizers have been successfully isolatedand cultured from methanogenic communities in recent years as referenced in Archives ofEnv. Protection. Thermophilic acetate-oxydizing syntroph, Thermacetogenium phaetum,was isolated and characterized by Hattori et al. (2000). The first described syntrophicPropionate ôxi hóa vi khuẩn là Syntrophobacter wolinii, theo sau là hai khácCác loài Syntrophobacter. Syntrophus aciditrophicus, bị cô lập bởi Jackson et al. (1999), là mộtUniversal syntroph ôxi hóa axít béo và benzoat. Smithella propionica, mà làbị cô lập bởi Liu et al. (1999) là một sinh vật sản xuất ít hơn nhiều acetate từPropionate hơn so với các chủng Syntrophobacter, và bên cạnh axetat nó sản xuất số lượng nhỏcủa butyrate. Nhiệt propionate - ôxi hóa vi khuẩn cũng đã được mô tả, và haisố này đã thu được trong nền văn hóa tinh khiết cho đến nay: Pelotomaculum thermopropionicumcăng thẳng SI, và Desulfotomaculum thermobenzoicum, subsp. Thermosintrophicum. Cuối cùng,Sekiguchi et al. (2000) cô lập một nhiệt butyrate-oxydizer có khả năng ôxi hóaaxit béo bão hòa với nguyên tử cacbon bốn mươi.3.3 sinh vi sinh vật;Các tuyến đường chính sản xuất metan là thông qua một mối quan hệ syntrophic giữaaxetat ôxi hóa vi khuẩn và sử dụng hydro mêtanogen Archea. Acetoclastichydrogenotrophic loài sinh metan góp phần 70% và 30%, tương ứng, mêtansản xuất trong xử lý nước thải công nghiệp.Nhiều loài sinh metan đã được phân lập và mô tả cho đến nay, nhưng các nghiên cứu, chủ yếu làDựa trên rDNA 16S nhân bản phân tích, đề nghị mà thường được tìm thấy loài sinh metantrong các lò phản ứng khí sinh học, các chi là Methanobacterium, Methanothermobacter (trước đây làMethanobacterium), Methanobrevibacter, Methanosarcina, và Methanosaeta (trước đây làMethanotrix) như tham chiếu trong kho lưu trữ của môi. Bảo vệ.Trong số các sinh vật sinh acetoclastic, Methanosarcina và Methanosaetaloài đã được báo cáo để được chi phối ở quy mô lớn hay và nhiệtdigesters điều trị nước thải và nước thải bùn. Sự thống trị của nó đến chủ yếu là do cácrộng lòng khoan dung cho các yếu tố môi trường như chất dinh dưỡng và nhiệt độ (Palmisano &Barlaz 1996).3.4 tương tác giữa consortia khác nhau vi khuẩn trong quảng cáolò phản ứngNhư đã đề cập trước đó methanogenesis kỵ khí là một quá trình tiến hóa ítbốn nhóm khác nhau của vi sinh vật kỵ khí. Mỗi nhóm có chứa đa dạngvi sinh vật chịu trách nhiệm cho các nhiệm vụ khác nhau trao đổi chất. Đặc trưng củatập đoàn kỵ khí này là các loài khác nhau của vi sinh vật kỵ khí suy thoáimột hữu cơ phức hợp tương tác, chia sẻ nguồn năng lượng và carbon từ cáchợp chất (Sekiguchi et al. năm 2001).Các sinh vật này đã phát triển các loại hình cụ thể của mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau, gọi làsyntrophy, loại đặc biệt của các hợp tác cộng sinh của sự phụ thuộc lẫn nhau của các đối táccác vi khuẩn đối với giới hạn năng lượng mà không phải đối tác có thể tồn tại mà không có cácvà cùng nhau họ triển lãm một hoạt động trao đổi chất đó không ai có thể thực hiện trênriêng của mình. Này phối hợp độc đáo giữa hai loại khác nhau metabolicallycác vi sinh vật họ phụ thuộc vào nhau cho sự suy thoái của một bề mặt nhất định choVì lý do năng lượng (Schink 1997).Sự hợp tác này duy nhất giữa MOs tham gia vào các methanogenesis đã phát triển dovới sự cần thiết để sử dụng năng lượng thu được từ các chất nền nhà tài trợ điện tử hơnmột cách hiệu quả. Sự xuống cấp kỵ khí phản ứng tổng thể là một phản ứng với năng lượng rất thấpsản lượng so sánh với sự suy thoái hiếu khí. Lý do chính là tìm điện tửtrong trường hợp này là điôxít cacbon và không ôxy như trong suy thoái hiếu khí. Carbon trongđiôxít cacbon là ở trạng thái oxy hóa cao nhất với một COD: C tỷ lệ của z