混合PVA-海藻酸盐固定化技术能够实现基于配置的生物氢生产，该技术利用纳皮尔草和油棕叶作为原料，并具有优异的多循环稳定性

《Scientific Reports》：Hybrid PVA-alginate immobilization enables configuration-dependent biohydrogen production from Napier grass and oil palm fronds with superior multi-cycle stability

　　

摘要

双矩阵方法存在稳定性限制（83.8%的氢气保留率，仅持续4个循环）。我们开发了一种简化的混合聚乙烯醇（PVA）-海藻酸盐固定化系统（成分比例：4.50% PVA、1.50% 海藻酸盐、0.25% 二氧化硅、0.50% 凝胶多糖），该系统能够分别固定纤维素分解菌（改良型KKU-MC1）和产氢细菌（HPB）。该平台使得可以系统地评估四种工艺配置：同时进行糖化与发酵（SSF）或分别进行水解与发酵（SHF），并使用纳皮尔草（NG）和油棕叶（OPF）进行选择性固定化。工艺配置对性能影响显著：SHF1工艺（未固定的改良型KKU-MC1 + 固定的HPB）从纳皮尔草中产生的氢气量为81.5 ± 7.5 mL-H₂/g挥发性固体（VS），是SSF工艺的2.2倍；而SSF2工艺（固定的改良型KKU-MC1 + 未固定的HPB）在7.5:2.5的纳皮尔草与油棕叶比例下表现出显著的协同消化效果，氢气产量达到61.6 ± 7.4 mL-H₂/g-VS，是理论产量的12.5倍。经过五次循环测试后，该系统的氢气保留率为84.0–89.1%，酶保留率为50.0–66.7%，生物质保留率为50.0–80.0%，且固定化颗粒完好无损，其性能优于双矩阵系统（仅持续4个循环）。工艺配置和底物特性是决定氢气产量的主要因素，而培养基成本占总成本的57.3%。五次循环的稳定性测试显示该平台具有5.0倍的经济优势（每单位氢气成本为0.00364美元），这表明工艺配置、底物选择及固定化方法是农业生物氢生产中的关键因素。