SCI
SCIE
SCOPUS
Microbial acclimatization to lipidic-waste facilitates the efficacy of acidogenic fermentation
저자
Saha, Shouvik ; Jeon, Byong-Hun ; Kurade, Mayur B. ; Chatterjee, Pradip K. ; Chang, Soon Woong ; Markkandan, Kesavan ; Salama, El-Sayed ; Govindwar, Sanjay P. ; Roh, Hyun-Seog
발행기관
학술지명
권호사항
-
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
188-196(9쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Lipidic-waste such as fat, oil, and grease (FOG) are promising substrates for achieving higher bioenergy yields. An inadequate presence of an effective microbiome in the anaerobic digesters is the bottleneck for the proper utilization of FOG. Gradual introduction of FOG (0.2%, 1.2%, and 2.4% as volatile solids) in acidogenic fermentation showed a significant improvement in hydrogen yield (72%), compared to the control, after 2.4% FOG loading. Volatile solid (VS) reduction reached up to 65% in high FOG reactors with complete removal of major unsaturated fatty acids. Removal of saturated fatty acids increased to 90%. Improvement in hydrogen productivity (46 mL d<SUP>−1</SUP>) occurred during step-wise loading of 2.4% FOG to the acclimatized microbiome. The metabolic shift toward carboxylic chain elongation produced C4 and C6 fatty acids at concentrations of 1.61 mM and 0.90 mM, respectively in the acidogenic reactors. High-throughput sequencing of 16S rRNA amplicons revealed that the acclimatization process enriched the phylum Firmicutes (90%), followed by Bacteroidetes (12%) and Cloacimonetes (11%). The abundance of these phyla and their respective genera confirmed their preeminent role in hydrolysis, hydrogenogenic acidogenesis, and carboxylic chain elongation to produce hydrogen and C4–C7 fatty acids. Thus, we suggest that the improvement of hydrogen production using a microbiome acclimatized to FOG, and simultaneous production of high value organics (C4–C7 fatty acids), could facilitate the greater efficacy of the acidogenic fermentation.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Microbial acclimatization improved lipidic-waste utilization in acidogenic fermentation. </LI> <LI> Firmicutes, Bacteroidetes, and Cloacimonetes were abundant in the acclimatized microbiome. </LI> <LI> Hydrogen productivity enhanced to 46 mL d<SUP>−1</SUP> after acclimatization. </LI> <LI> Hydrogenogenic acidogenesis and carboxylic chain elongation produced C4–C7 fatty acids. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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