氮源及金属离子对微生物絮凝剂合成的影响

摘要

微生物絮凝剂（Microbial Flocculent，简称MBF）因其无毒、无害、易生物降解、不产生二次污染、絮凝效果好而成为环境工程领域的研究热点。尽管国内外已经发现多种微生物能产生絮凝剂，并展开了微生物絮凝剂的化学组成、结构以及絮凝作用机理等相关的研究，但有关氮源及多价离子介导的微生物絮凝剂合成分子调控机制研究却少有报道。本研究以一株高效产絮菌类芽孢杆菌A9为对象，系统研究了不同氮源、碳氮比及金属离子对A9产生微生物絮凝剂(简称MBFA9)的影响，探究其调控机制，并初步考查了味精废水替代碳源和氮源制备MBFA9的可行性。 (1)MBFA9合成最佳氮源条件的筛选。以葡萄糖为碳源，通过筛选无机氮源、有机氮源及混合氮源对MBFA9合成的影响，最终优选出最佳氮源为酵母膏，用量为0.033g(m/v)，絮凝率达到94.26％。 (2)考察不同碳氮比(C/N)对MBFA9合成的影响，确定以葡萄糖为碳源、酵母膏和脲为氮源，C/N为30∶1，温度为30℃，摇床转速为150r/min，接种量为3％(v/v)，pH为7～8的条件下于发酵培养基中培养36h时，MBFA9多糖产量最多达到7.04g/L，絮凝率最高达到96.24％。 (3)考察不同金属离子对MBFA9合成的影响，确定以葡萄糖为碳源、酵母膏和脲为氮源，C/N(m/m)为30∶1，温度为30℃，摇床转速为150r/min，接种量为3％(v/v)，pH为7～8的条件下于发酵培养基中培养36h时，当Mg2+浓度为0.02mol/L时，对MBFA9产量最多达到8.29g/L，絮凝率最高达到97.34％。 (4)利用味精废水代替发酵培养基中的碳源和氮源，在温度为30℃，摇床转速为150r/min，接种量为3％(v/v)，pH为7～8的条件下发酵培养36h时，MBFA9的多糖产量最多为6.73g/L，絮凝率最高可达94.71％。 (5)分别对利用发酵培养基和味精废水产生的微生物絮凝剂MBFA9的絮凝活性成分进行分析，结果表明絮凝结构中均含有大量-OH和-COOH，证明MBFA9的有效成分主要是多糖。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1絮凝剂的研究现状

1．1．1无机絮凝剂

1．1．2有机絮凝剂

1．2微生物絮凝剂概述

1．2．1产絮微生物的来源

1．2．2影响微生物絮凝剂合成的因素

1．2．3微生物絮凝剂的絮凝机理

1．2．4微生物絮凝剂的应用研究进展

1．2．5微生物絮凝剂在废水处理中的应用

1．2．6微生物絮凝剂在发酵工业中的应用

1．3微生物絮凝剂的发展趋势及存在问题

1．4微生物絮凝剂低成本化研究

1．5论文研究目的意义与主要内容

1．5．1研究的目的及意义

1．5．2论文主要研究内容

2．1实验材料

2．1．1菌种来源

2．1．2培养基

2．1．3实验试剂和仪器

2．1．4实验试剂的配制

2．2检测与分析方法

2．2．1菌种活化与培养

2．2．2指标检测分析方法

2．2．3絮凝率的测定方法

2．2．4微生物絮凝多糖的测定方法

2．2．5絮凝剂提纯方法

2．2．6絮凝剂活性成分分析方法

2．2．7MBFA9合成影响因素试验

第3章氮源对MBFA9合成的影响

3．1单一氮源对MBFA9合成的影响

3．1．1氮源对A9生长的影响

3．1．2氮源对A9生长过程中pH的影响

3．1．3氮源对MBFA9产量的影响

3．1．4氮源对MBFA9絮凝率的影响

3．2混合氮源对MBFA9合成的影响

3．2．1混合氮源对A9生长的影响

3．2．2混合氮源对pH的影响

3．2．3混合氮源对MBFA9产量的影响

3．2．4混合氮源对MBFA9絮凝性的影响

3．3验证实验

3．4酵母粉为氮源时不同C／N对MBFA9合成的影响

3．4．1不同C／N对A9生长的影响

3．4．2不同C／N对A9生长过程中pH的影响

3．4．3不同C／N对MBFA9产量的影响

3．4．4不同C／N对MBFA9絮凝性的影响

3．5以酵母膏为氮源不同C／N对MBFA9合成的影响

3．5．1不同C／N对A9生长的影响

3．5．2不同C／N对发酵液pH的影响

3．5．3不同C／N对MBFA9产量的影响

3．5．4不同C／N对MBFA9絮凝率的影响

第4章金属离子对MBFA9合成的影响

4．1单一金属离子对MBFA9合成的影响

4．1．1单一金属离子对A9生长的影响

4．1．2单一金属离子对MBFA9产量及絮凝率的影响

4．2金属离子浓度对MBFA9合成的影响

4．2．1不同浓度Mg2+的影响

4．2．2不同浓度Ca2+的影响

4．3复合金属离子对MBFA9合成的影响

第5章利用味精废水制备MBFA9

5．1味精废水对MBFA9合成的影响

5．1．1不同比例味精废水对MBFA9合成的影响

5．1．2外加碳源对MBFA9絮凝活性的影响

5．1．3外加氮源对MBFA9絮凝活性的影响

5．1．4味精废水替代碳源与氮源培养A9的絮凝性验证

5．2 MBFA9活性成分分析

第6章结论

参考文献

致谢

作者简介与获得的成果