利用裂殖壶菌（Schizochytrium limacinum）转化暗发酵废水中挥发性脂肪酸生产二十二碳六烯酸（DHA）的研究

　　本研究针对暗发酵废水（DF）中高浓度挥发性脂肪酸（VFAs）处理难题，创新性地利用裂殖壶菌（Schizochytrium limacinum）SR21将VFAs转化为高价值二十二碳六烯酸（DHA）。结果表明，丁酸作为单一碳源时DHA产量达2.0 g/L，实际废水中DHA产量为1.5 g/L，同时实现总磷（41.2%）和化学需氧量（COD，52.7%）的高效去除，为废水资源化与可持续生物制造提供新策略。

　　

全球能源危机与环境污染背景下，暗发酵（Dark Fermentation, DF）制氢技术因零碳排特性备受关注，但其产生的废水富含挥发性脂肪酸（VFAs），处理成本高且易造成二次污染。与此同时，传统鱼油来源的二十二碳六烯酸（DHA）面临海洋资源枯竭问题，亟需开发可持续生产方式。裂殖壶菌（Schizochytrium limacinum）作为高产DHA的微生物，通常依赖昂贵的葡萄糖培养。如何将DF废水中的VFAs"变废为宝"，成为破解环境与能源双重困境的关键。

华东理工大学的研究团队在《Bioresource Technology》发表的研究中，开创性地利用裂殖壶菌SR21转化DF废水中的VFAs生产DHA。研究首先分析了DF废水成分（含乙酸、丁酸等VFAs及高COD），通过单碳源实验筛选最优培养条件，并测试混合VFAs比例对菌株生长的影响，最终在实际废水中验证DHA合成与污染物去除效果。

主要技术方法

1. 废水预处理：离心去除Clostridium pasteureum菌体，灭菌后保存；
2. 菌株培养：采用含不同VFAs的改良培养基，摇瓶培养SR21；
3. 代谢分析：通过气相色谱测定脂肪酸组成，检测DHA占比；
4. 污染物监测：测定COD、总磷去除率评估废水处理效果。

研究结果
1. 暗发酵废水特性
DF废水中VFAs浓度达12.3 g/L，COD为15.6 g/L，总磷45.8 mg/L，显著高于常规养殖废水，传统处理方法效率低且成本高。

2. VFAs对DHA合成的调控作用
丁酸作为单一碳源时，SR21的DHA产量最高（2.0 g/L），占总脂肪酸57.1%；而乙酸促进菌体生长但抑制脂质积累。混合VFAs比例优化实验显示，乙酸:丁酸=9:1时DHA产率提升30%。

3. 实际废水应用
稀释后的DF废水中，SR21完全消耗乙酸和丁酸，DHA产量达1.5 g/L，同时实现COD（52.7%）和总磷（41.2%）高效去除，处理成本仅为葡萄糖培养基的1/10。

结论与意义
该研究首次证实裂殖壶菌可高效转化DF废水中的VFAs为高附加值DHA，同步实现废水净化与资源回收。从循环生物经济视角，该技术将"污染治理"转变为"价值创造"：一方面缓解海洋渔业DHA生产压力，另一方面降低微生物发酵成本。经济评估显示，VFAs碳源成本较葡萄糖降低90%，为工业化生产DHA提供了环境友好型解决方案。研究团队进一步指出，未来需优化废水成分稳定性与菌株耐受性，以推动该技术在大规模废水处理中的应用。