发酵性细菌的产氢

    发酵产氢是指厌氧活性污泥中的一些微生物，特别是产氢产酸细菌，在pH值4．0～6．5的酸性介质中发酵有机物而产生H₂的作用。细菌厌氧产生甲烷的过程分为三个阶段：水解阶段、产氢产酸阶段和产甲烷阶段。产氢处于第二阶段——产氢产酸阶段。

    发酵性产氢细菌为严格厌氧和兼性厌氧菌，如丁酸梭状芽孢杆菌、巴斯德梭状芽孢杆菌、大肠埃希杆菌、产气肠杆菌、褐球固氮菌等。

    由于缺乏典型的色素系统和氧化磷酸化机制，发酵性产氢细菌在发酵单糖时可形成H₂。一处是在葡萄糖酵解为丙酮酸过程中形成NADH，NADH在NADH：Fd氧化还原酶作用下，将电子还原氧化态的Fd，还原态的Fd在氢酶作用下形成H2。

  HADH+H⁺——NADH:Fd氧化还原酶，氢酶—→NAD⁺+H₂

    另一处是丙酮酸在丙酮酸：Fd氧化还原酶作用下脱羧过程中形成还原态的Fd，还原态的Fd与H⁺在氢酶作用下生成H₂。

    许多肠道细菌如大肠杆菌等在代谢过程中也可产生H₂。当其厌氧性生长于发酵性基质上时，氢酶通过氧化在发酵过程中的过剩还原力(NADH或NADPH)形成H₂来保证电子载体的循环和保持氧化还原平衡。酵解形成的丙酮酸在丙酮酸：甲酸裂解酶作用下，形成乙酰CoA和甲酸，甲酸在厌氧和缺乏合适电子受体的条件下，由甲酸氢解酶复合物裂解生成CO₂和H₂。