以及能克服上述问题的菌种，对其酶学特性、功能基因进行研究，优化发酵条件，辅以工艺 措施的改进，提高燃料乙醇生产效率并降低成本。 2.5沼气与微生物 沼气又名甲烷，世界各国普遍用于燃烧和照明，如英国甲烷产量可以替代全国25%的煤 气消耗量，许多国家都将其列入国家能源战略。我国是该领域 开展得最好的国家，如北方的四位一体模式D5I、南方桑基鱼塘农舍模式、猪一沼一果等 多种利用沼气的农业生产模式，赢得了很高的国际赞誉。联合国环境规划署曾先后授予我国 北京市留民营村，浙江省萧山市山一村，辽宁省大洼县西安生态养殖场等单位环境保护全球 “500佳”称号。在农村普及沼气技术，发展生态农业，可以解决“三农”问题，发展经济： 在城市利用沼气发酵处理有机废水、固体有机废物，处理后的残渣还可用作无臭有机肥料， 达到生物资源的最大利用，从而实现经济、社会、生态效益的统一。沼气发酵是一个复杂的 微生物学过程，需要发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产 甲烷菌五大类微生物共同作用。由于参与的微生物种类众多，目前的研究多集中于 功效检测和工艺优化方面，较少涉及单个菌株作用机理的研究，因此一直处于“黑箱” 操作阶段。今后如能侧重于单个菌种发酵或降解机理的研究，明确其在发酵体系中的作用以 及与发酵体系中其他菌株的互作关系，这将使其中起重要作用的功能菌株明朗化，并有望获 得一批可以降解其他废弃物生产沼气的新微生物资源，从而扩大原料利用范围。 (1)、沼气发酵中的微生物 沼气发酵中的微生物都是厌氧和兼性厌氧微生物，主要包括分解有机物的微生物和产甲 烷的微生物两大类。 分解有机物的微生物包括芽孢杆菌属、假单胞菌属和变形杆菌属等微生物。产甲烷的微 生物专性厌氧，不生孢子，范围比较广泛。迄今为止，己经分离鉴定的产甲烷微生物超过70 种。 在分类学上，它们属于古生菌。主要分布在甲烷杆菌属、甲烷八叠球菌属、甲烷球菌属、 甲烷螺菌属和甲烷丝菌属等19属中。 (2)、沼气发酵的原理 沼气发酵是由混合的厌氧微生物利用有机碳化物发酵产生沼气的发酵。整个发酵过程可 分为3期：1、液化期：沼气发酵原料中的有机物质，被一些不产甲烷的微生物分解。纤维 素、半纤维素、淀粉等分解为双糖或单糖，蛋白质分解为多肽或氨基酸，脂肪分解为甘油和 脂肪酸。2、产酸期：产酸微生物分解糖类及淀粉类化合物，生成小分子挥发性的有机酸， 如乙酸等。3、产气期：在严格厌氧条件下，产甲烷微生物利用小分子挥发性的有机酸转 化分解为CH4和C02等气体。 2.6微生物发电 英国植物学家Potter早在1910年就发现有几种细菌的培养液能够产生电流，并成功制造出 世界上第一个细菌电池，由此开创了生物燃料电池的研究。生物燃料电池(biologic fuel cell,.BFc) 是一类特殊的电池，它以自然界的微生物或酶为催化剂，直接将燃料中的化学能转化为电能， 不仅无污染、效率高、反应条件温和，而且燃料来源广泛，具有较大的发展空间。如果生物 体内的微生物能够成功地应用于发电，那无疑将给能源匮乏的人类社会带来巨大效益，目前 发达国家正在加紧研制工作，如美国的马萨诸塞州大学、法国里昂生态中心、德国Geifswald 大学等，我国研究较少。从现有结果看。生物燃料电池距离实际应用还有很多难题。以牛胃 液中微生物发电为例，发电的微生物只有在牛胃液这样一个复杂的环境中才能生存并发电， 如何在工业生产中实现这样的环境，建造庞大的器皿、设定恒定的条件，是一个需要很大研 究和投入的工作。此外，微生物发电所产生的电量都微乎其微，何时能投入商业运营遥遥无 期。以及能克服上述问题的菌种，对其酶学特性、功能基因进行研究，优化发酵条件，辅以工艺 措施的改进，提高燃料乙醇生产效率并降低成本。 2.5 沼气与微生物 沼气又名甲烷，世界各国普遍用于燃烧和照明，如英国甲烷产量可以替代全国25％的煤 气消耗量，许多国家都将其列入国家能源战略。我国是该领域 开展得最好的国家，如北方的四位一体模式D5I、南方桑基鱼塘农舍模式、猪一沼一果等 多种利用沼气的农业生产模式，赢得了很高的国际赞誉。联合国环境规划署曾先后授予我国 北京市留民营村，浙江省萧山市山一村，辽宁省大洼县西安生态养殖场等单位环境保护全球 “500佳”称号。在农村普及沼气技术，发展生态农业，可以解决“三农”问题，发展经济； 在城市利用沼气发酵处理有机废水、固体有机废物，处理后的残渣还可用作无臭有机肥料， 达到生物资源的最大利用，从而实现经济、社会、生态效益的统一。沼气发酵是一个复杂的 微生物学过程，需要发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产 甲烷菌五大类微生物共同作用。由于参与的微生物种类众多，目前的研究多集中于 功效检测和工艺优化方面，较少涉及单个菌株作用机理的研究，因此一直处于“黑箱” 操作阶段。今后如能侧重于单个菌种发酵或降解机理的研究，明确其在发酵体系中的作用以 及与发酵体系中其他菌株的互作关系，这将使其中起重要作用的功能菌株明朗化，并有望获 得一批可以降解其他废弃物生产沼气的新微生物资源，从而扩大原料利用范围。 ⑴、沼气发酵中的微生物 沼气发酵中的微生物都是厌氧和兼性厌氧微生物，主要包括分解有机物的微生物和产甲 烷的微生物两大类 。 分解有机物的微生物包括芽孢杆菌属、假单胞菌属和变形杆菌属等微生物。产甲烷的微 生物专性厌氧，不生孢子，范围比较广泛。迄今为止，已经分离鉴定的产甲烷微生物超过70 种。 在分类学上，它们属于古生菌。主要分布在甲烷杆菌属、甲烷八叠球菌属、甲烷球菌属、 甲烷螺菌属和甲烷丝菌属等19属中。 ⑵、沼气发酵的原理 沼气发酵是由混合的厌氧微生物利用有机碳化物发酵产生沼气的发酵。整个发酵过程可 分为3期： 1、液化期 ：沼气发酵原料中的有机物质，被一些不产甲烷的微生物分解。纤维 素、半纤维素、淀粉等分解为双糖或单糖，蛋白质分解为多肽或氨基酸，脂肪分解为甘油和 脂肪酸。 2、产酸期 ： 产酸微生物分解糖类及淀粉类化合物，生成小分子挥发性的有机酸， 如乙酸等。 3、产气期 ： 在严格厌氧条件下，产甲烷微生物利用小分子挥发性的有机酸转 化分解为CH4和CO2等气体。 2.6 微生物发电 英国植物学家Potter早在1910年就发现有几种细菌的培养液能够产生电流，并成功制造出 世界上第一个细菌电池，由此开创了生物燃料电池的研究。生物燃料电池(biologic fuel cell，BFC) 是一类特殊的电池，它以自然界的微生物或酶为催化剂，直接将燃料中的化学能转化为电能， 不仅无污染、效率高、反应条件温和，而且燃料来源广泛，具有较大的发展空间。如果生物 体内的微生物能够成功地应用于发电，那无疑将给能源匮乏的人类社会带来巨大效益，目前 发达国家正在加紧研制工作，如美国的马萨诸塞州大学、法国里昂生态中心、德国Geifswald 大学等，我国研究较少。从现有结果看。生物燃料电池距离实际应用还有很多难题。以牛胃 液中微生物发电为例，发电的微生物只有在牛胃液这样一个复杂的环境中才能生存并发电， 如何在工业生产中实现这样的环境，建造庞大的器皿、设定恒定的条件，是一个需要很大研 究和投入的工作。此外，微生物发电所产生的电量都微乎其微，何时能投入商业运营遥遥无 期