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微生物絮凝剂产生菌的筛选

杨玉静

   微生物絮凝剂是由微生物产生的一类具有絮凝活性的高分子聚合物,其化学成分主要是多糖、蛋白质、糖蛋白和核酸等物质,分子量约为几十万。与无机和有机高分子絮凝剂相比,微生物絮凝剂具有安全、高效、易被生物降解等优点。随着人们环保意识的增强,微生物絮凝剂的研究受到日益广泛的关注。尽管国内外已经发现了多种微生物能产生絮凝剂,并开展了微生物絮凝剂的化学组成、结构及作用机理等相关的研究,但由于缺乏高产优良的生产菌株以及生产工艺的系统研究,多数研究尚处于实验室研究阶段,因此,寻找高效絮凝剂产生菌,降低微生物絮凝剂生产和使用成本是推进微生物絮凝剂产业化进程的关键因素。本文从产絮凝剂菌株的筛选开始,并对菌株产絮凝剂的发酵工艺条件及絮凝剂的絮凝特性进行了研究。 以菌株发酵液对高岭土悬浊液絮凝性的大小为筛选指标,从污水处理设施和城市下水道的活性污泥中筛选获得53株具有絮凝活性的菌株,经进一步筛选、比较以及菌株产物的初步检验等步骤,获得一株絮凝活性较高,絮凝性能稳定的菌株2-21,其絮凝率达71.8%。依据菌落形态、菌体形态、生理生化特征以及16S rDNA基因序列分析结果,菌株2-21初步鉴定为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.),目前,尚未见该类菌产絮凝剂的报道。 采用单因素试验和正交试验对菌株2-21产絮凝剂的发酵培养基及培养条件进行了优化,确定了最佳发酵培养基组成为:葡萄糖20.0g/L,硫酸铵2.0g/L,磷酸氢二钾9.0g/L,磷酸二氢钾4.0g/L,硫酸镁0.3g/L,氯化钠0.1g/L。确定了较优培养条件为:发酵温度30℃,摇床转速180r/min,装液量35mL/250mL,接种量7%,发酵时间24h,初始pH 7.5~8.0。菌株2-21在最佳培养基及较优培养条件下培养,絮凝活性达93.5%,比条件优化前提高了53%,且性能稳定。 以高岭土悬液为絮凝介质,研究了菌株2-21的絮凝剂粗品MBF-21的絮凝特性,在絮凝体系pH值为4.0~7.0、絮凝剂投加量为3%时,絮凝效果最好,Ca~(2+)可以显著提高絮凝剂MBF-21的絮凝率,最适添加量0.5g/100mL。研究表明,絮凝剂MBF-21对苹果汁、橙汁、赤霉素发酵液和枯草芽孢杆菌菌悬液有一定的絮凝活性;对印染废水、活性炭、高岭土则表现出较强的絮凝活性,絮凝率均在85%以上,具有良好的研究价值及应用前景。……   
[关键词]:微生物絮凝剂;筛选;菌株;优化;絮凝特性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东农业大学2010年