褚娜 蒋永 曾建雄

（福建农林大学，福州 350002）

化石燃料的开采使用带来经济的高速发展，但是化石燃料储量有限，并造成人为CO2排放等环境问题［1］。利用清洁能源驱动CO2催化转化为有机化合物可实现清洁能源的有效开发和储存，并降低CO2排放。微生物电合成（microbial electrosynthesis，MES）能够利用电极提供还原力驱动微生物将CO2还原为多碳、胞外有机化合物［2］。MES技术发明于2009-2010年，国内MES技术研究发展基本与国际同步。2009年，黄霞课题组报道在光照下，生物阴极能够固定CO2产生生物质［3］；同年，成少安教授报道基于混菌的生物阴极能够还原CO2产生甲烷［4］。2010年，Lovley课题组研究表明产乙酸菌Sporomusa ovata能够从石墨电极获得电子将CO2还原为乙酸，并正式定义了微生物电合成技术［5］。2012年，May课题组和李大平课题组分别报道基于混菌的生物阴极可以还原CO2产生乙酸以及甲烷［6］，并探究了阴极电位对产物的影响［7］。在电化学促进有机物的微生物转化方面，2013年Rabaey课题组发现电流作用下，微生物转化甘油时通过碳链延长产生戊酸［8］。

中链脂肪酸（medium-chain fatty acids，MCFAs）是指由6-12个碳原子构成的一元饱和羧酸，包括己酸（C6H12O2）、庚酸（C7H14O2）、辛酸（C8H16O2）、壬酸（C9H18O2）、癸酸（C10H20O2）、十一酸（C11H22O2）和十二酸（C12H24O2）。与短链脂肪酸（如乙酸：0.60$/kg［9］）相比，MCFAs具有更高的市场价值（如己酸：3.82 $/kg［9］），以及更强的疏水性（如己酸：10.82 g/L，而癸酸、十一酸和十二酸几乎不溶于水［10］），因此MCFAs的分离成本更低。MCFAs是重要的化工原料和农用产品，能够制造抗菌剂、润滑油和香料，并应用于畜禽产品的防腐保鲜［11］。

MCFAs的传统产生方法主要依靠石油衍生物或生物质提取［12］。石油衍生物途径污染严重且不可持续；……