利用丝状真菌生产菌体饲料的初步研究

摘要

菌体饲料以生产快速,生产原料来源广泛,培养方式简单,营养丰富的优点受到关注,本文将一株具有耐低温特性的丝状真菌作为菌体饲料生产新菌种,在北方地区低温条件下菌体饲料生产和实现含糖有机废水等廉价生物质的资源化利用上具有现实意义。首次将水栉霉絮状物(Leptomitus)中分离的Z02菌株应用于菌体饲料的生产,确定了制备菌体饲料的最佳条件,分析了菌体营养成分,并对利用廉价生物质生产菌体饲料进行了初步研究。经稀释平板法分离和平板划线法纯化,得到水栉霉纯菌株,命名为Z02,该丝状真菌在4℃能够保持生长和代谢,具有耐低温的特性。最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为蛋白胨,菌体在24h内的代谢活性最好。得出优化的培养条件,在查氏培养基的基础上,碳源(蔗糖)为30g/L,氮源(蛋白胨)为3g/L,初始pH值为5.0,温度为35℃,摇床转速为140r/min,10%的菌体片段接菌量,培养时间为24h。优化条件下培养的菌体收量为3g/L以上。分析了菌体的营养成分,Z02菌体干物质中总糖含量高,占干物质的25.83%,其中粗纤维类动物不易利用的糖类物质较少,占干物质的9.21%,含有作为菌体饲料的营养成分。对菌体饲料的资源化生产进行了探索性试验,探讨了利用糖蜜生产菌体的效能。利用糖蜜经过稀释能够满足培养菌体的要求,糖蜜浓度为5.5mL/L时配制的糖蜜完全培养基菌体收量为2g/L左右,简化培养基的菌体收量则以不同程度降低。但在糖蜜浓度较高时,由于菌体无法利用过量的糖蜜,糖蜜培养尾液COD和色度的提高增大了下一步的处理成本。讨论了同步实现培养菌体饲料和含糖有机废水水质预处理的可行性,以SBR反应器进行小试,随着时间的推移,菌体逐渐适应反应器的生境,反应器内生物量增大；菌体形态为絮状,或附着于海面条载体,或沉淀于反应器底部,出水携带的菌体可以实现固液分离,便于菌体的回收利用；运行后期生物量为2g/L左右。菌体自身的物质代谢能够部分去除有机废水中COD,但菌体去除COD的效能不高,出水COD值较大。同时暴露于空气中的培养方式也存在少量杂菌的侵染。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 菌体饲料的研究进展

1.2.1 菌体饲料的营养价值

1.2.2 单细胞蛋白

1.2.3 真菌多糖

1.3 含糖有机废水的资源化

1.4 存在问题及发展趋势

1.5 课题的提出

第2章 实验材料和方法

2.1 实验仪器

2.2 实验材料及药品

2.2.1 菌种

2.2.2 培养基

2.3 微生物实验

2.3.1 菌种的分离与纯化

2.3.2 耐低温实验

2.3.3 底物利用特点的考查方法

2.3.4 生长曲线的测定方法

2.3.5 生长量的测定

2.3.6 碳源和氮源浓度的影响试验

2.3.7 接菌方式和接菌量的对比试验

2.3.8 初始pH 的影响试验

2.3.9 溶解氧浓度的影响试验

2.3.10 温度的影响试验

2.4 分析实验

2.4.1 干重的测定方法

2.4.2 红外光谱分析

2.4.3 总糖的测定方法

2.4.4 粗纤维测定

2.4.5 粗脂肪测定

2.4.6 粗蛋白测定

2.4.7 COD 的检测方法

2.5 实验方案

第3章 菌种的分离和特征分析

3.1 菌种的分离

3.2 菌的形态特征

3.3 底物利用特性

3.4 生长特性

3.5 本章小结

第4章 菌体饲料的培养条件和营养成分

4.1 培养条件

4.1.1 碳源和氮源浓度

4.1.2 接菌量和接菌方式

4.1.3 pH 值的影响

4.1.4 溶解氧浓度的影响

4.1.5 温度的影响

4.1.6 培养条件优化

4.2 营养成分分析

4.2.1 红外光谱分析

4.2.2 粗成份测定

4.3 本章小结

第5章 资源化的初步试验

5.1 利用糖蜜培养菌体

5.1.1 糖蜜浓度的影响

5.1.2 培养基的简化

5.2 SBR 反应器的启动和运行

5.2.1 处理流程和反应装置

5.2.2 运行参数

5.2.3 反应器的启动

5.2.4 COD 去除效能分析

5.2.5 生物量分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢