发酵性细菌是一个非常复杂的混合细菌群，主要属于专性厌氧细菌，包括梭菌属、丁酸弧菌属和真细菌属等。该类细菌可以在厌氧条件下将多种复杂有机物水解为可溶性物质，并将可溶性有机物发酵主要生成乙酸、丙酸、丁酸、氢和二氧化碳，所以也有人称其为水解发酵性细菌或产氢产酸菌。
(1)发酵性细菌的种类、数量和营养
发酵性细菌是复杂的混合菌群，主要包括纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、脂肪分解菌、蛋白质分解菌等。1976 年曾报道了 18 个属的 51个种。到目前为止，已研究过的就有几百种，在中温厌氧消化过程中，有梭状芽孢杆菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、真细菌属、双歧杆菌属和螺旋体等属的细菌;在高温厌氧消化器中，有梭菌属和无芽孢的革兰氏阴性杆菌。几个研究者的资料表明，在中温发酵的下水污泥中，每毫升发酵性细菌的数量为108~10°个，而以每克挥发性固体计算含 10日~101个。利用特异的含碳底物对发酵性细菌的计数研究报道，每毫升下水污泥中含有107个蛋白质水解菌，105个纤维素水解菌。而利用Hungate技术进行测定，根据发酵管内是否产生有机酸而确定每毫升污泥中发酵性细菌的数量。经研究表明，在中温厌氧消化的污泥中发酵性细菌的数量可达108~10个/mL，其中蛋白质水解菌为 107个/mL，纤维素分解菌为105~10个/mL。
发酵性细菌利用基质中存在的碳水化合物作为生长的能源。有些利用基质代谢的中间产物，如乳酸盐、甘油或碳水化合物的水解产物。有些发酵性细菌利用化合物作为能源表现出多样性，例如溶纤维丁酸弧菌和栖瘤拟杆菌常发酵糖苷、多糖类和其他许多碳水化合物类。少数发酵性细菌利用氨基酸、多肽作为生长的主要能源。有些发酵性细菌利用化合物具有专.性，例如嗜淀粉拟杆菌，仅利用淀粉和淀粉的水解产物、糊精、麦芽糖。
(2)发酵性细菌的功能与生存环境
在厌氧消化过程中，发酵性细菌起着特别重要的作用，其作用主要表现在以下2个方面。
①将大分子不溶性有机物水解成小分子的水溶性有机物。水解作用是在水解酶的催化作用下完成的。水解酶是一种胞外酶，因此水解过程是在细菌细胞的表面或周围介质中完成的。发酵性细菌群中仅有一部分细菌种属具有分泌水解酶的功能，而水解产物却一般可被此他的发酵性细菌群所吸收利用。
细菌将水解产物吸收进细胞内，经细胞内复杂的酶系统的催化转化，将一部分供能源使用的有机物转化为代谢产物，渗人细胞外的水溶液里，成为参与下一阶段生化反应的细菌群吸收利用的基质(主要是有机酸、醇、酮等)。
发酵性细菌主要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌，属异养菌。其优势种属随环境条件和发醒基质的不同而异。在环境条件中受温度的影响较明显，在中温消化装置中，发酵性细菌主要属于专性厌氧菌。包括梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、真细菌属、双歧杆菌属和螺旋体够属的细菌;在高温厌氧消化器中，有梭菌属和无芽孢的革兰氏阴性杆菌
此外，发酵基质的种类对主要发酵性细菌的种群有十分明显的影响。
①在富含蛋白质的厌氧消化液(如处理奶酪厂废水的消化池)里，存在着蜡状芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、变异微球菌、大肠杆菌、副大肠杆菌以及假单胞菌属的一些种。
②在含纤维素的厌氧消化液中，如在处理植物残体以及食草动物的粪便的消化液中。存在着蜡状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、产粪产碱杆菌、普通变形菌、铜绿色假单胞菌、溶纤维丁酸弧菌、栖瘤胃拟杆菌等。
③在富含淀粉的厌氧消化液(如处理淀粉废液、酒精发酵残渣等的消化池)里，存在着变异微球菌、尿素微球菌、亮白微球菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌以及假单胞菌属的某些种。
④在硫酸盐含量高的消化液(如处理硫酸盐制浆黑液的厌氧消化池)里，存在着大量属于专性厌氧菌的脱硫弧菌属细菌。
⑤在处理生活垃圾和鸡场废弃物的消化池里，属于兼性厌氧菌的大肠杆菌和链球菌将会大量出现，有时可达细菌总数的一半。
发酵性细菌的世代期短，数分钟到数十分钟即可繁殖一代。另外，发酵性细菌大多数为异氧型细菌群，对环境条件适应性特别强。
(3)发酵性细菌的生化反应
在厌氧消化过程中，发酵性细菌最主要的基质是蛋白质、淀粉、脂肪和纤维素。这些有机物首先在水解酶作用下分解为水溶性的简单化合物，其中包括单糖、高级脂肪酸、甘油以及氨基酸等。这些水解产物再经发酵性细菌的胞内代谢，除产生 CO、NH3、H2、HS等无机物外，主要转化为一系列有机酸和醇类物质而排泄到环境中去。在这些代谢产物中.最多的是乙酸、丙酸、乙醇、丁酸和乳酸等，其次是丙酮、丙醇、丁醇、异丙醇、戊酸、琥珀酸等。
一般来说，发酵性细菌利用有机物时，首先在胞内将其转化成丙酮酸，然后根据发酵性细菌的种类不同和控制的环境条件(如 pH 值、H分压、温度等)的不同而形成不同的代谢产物。
基质浓度大的时候，一般都能加快生化反应的速率。基质组成不同时，有时会影响物质的流向，形成不同的代谢产物。
代谢产物的积累一般情况下会阻碍生化反应的顺利进行，特别是发酸产物中有氢气产生(如丁酸发酵)而又出现积累时。所以，保持发酵性细菌与后续的产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的平衡和协同代谢是至关重要的。
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