一株产表面活性剂细菌鉴定及发酵条件优化

摘要

生物表面活性剂(Biosurfactant, BS)是一种微生物生长代谢过程中产生的表面活性物质，具有许多化学表面活性剂无法比拟的优势：低毒、一般不致敏、可消化，可用用于化妆品领域和作为食品添加剂；可用于环境治理；稳定性良好；结构多样，在特殊领域具有一定可实用性。随着生物技术发展，生物表面活性剂日益得到学术界广泛关注。因此，丰富生物表面活性剂产生菌的资源，提高其在发酵液中的产量具有广泛的生物学和经济意义。
　　本实验前期在油污污染土壤中分离得到了一株产表面活性剂细菌，命名为1098-3。本文通过对其形态学观察以及对其16S rDNA序列分析，确定了其分类地位，鉴定为埃希氏大肠杆菌 Escherichia coli1098-3。
　　针对该细菌进行了一系列利于菌体生长及表面活性剂合成的发酵条件优化工作。首先单因子变量实验研究结果表明，最利于大肠埃希氏杆菌(Escherichia coli)1098-3生长和产表面活性剂的培养条件为：37℃，初始pH7.0，转速200 r/min，培养基配比为可溶性淀粉2.5％，胰蛋白胨1.5%，氯化钠0.3%，磷酸二氢钾0.5%，氯化钙0.004%，硫酸铵0.6%，硫酸镁0.07%，酵母粉0.06%，500 mL三角瓶装液量为200 mL。在此条件下，酵液表面张力由69.3 mN/m降至34.3 mN/m，发酵液中生物表面活性剂相对浓度为500。通过测定菌体浓度和表明张力的关系，发现表面活性剂在细菌的稳定期开始大量累积。细菌发酵培养至12 h，开始分别在培养基中添加液体石蜡、煤油、甘氨酸，乙二胺四乙酸(EDTA)，FeSO4，以诱导生物表面活性剂产生，提高生物表面活性剂产量。结果表明：在培养了12 h的发酵中加入0.3%甘氨酸和0.015%EDTA时，发酵液表明张力从69.2 mN/m下降至32.1 mN/m。保持碳源、氮源浓度不变，对盐离子浓度、诱导物浓度进行多因素正交实验进一步优化培养基成分，研究结果表明：摇床转速200 r/min，培养温度37℃，初始pH值7.0，500 mL三角烧瓶装液量为200 mL，(可溶性淀粉2.5%，胰蛋白胨1.5%，氯化钠0.5%，磷酸二氢钾0.7%，氯化钙0.004%，硫酸铵0.7%，硫酸镁0.07%，酵母粉0.06%，甘氨酸0.03%)为培养基的理论最优配比。经过对正交实验的验证试验得出，在此种培养基条件下，发酵液表面张力从69.3 mN/m下降至30.2 mN/m，与第一次正交实验的实际最优值31 mN/m，表面张力值下降了2.5%。该正交实验设计和实际相符合，选择其为细菌Escherichia coli1098-3的最佳发酵条件。

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符号说明

第一章 绪论

1 生物表面活性剂活性剂概述

1.1 生物表面活性剂的定义

1.2 生物表面活性剂的研究进展

1.3 生物表面活性剂微生物来源和种类

1.4 生物表面活性剂的生产方法

1.6 生物表面活性剂的应用研究

1.7 选题意义和主要内容

第二章 产生物表面活性剂菌株1098-3的鉴定

2.1 引言

2.2 材料和方法

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第三章 Escherichia coli 1098-3发酵条件优化研究

3.1 引言

3.2试验试剂与仪器

3.3 实验方法

3.4 结果与讨论

3.5 小结

第四章 结论与展望

1结论

2 展望

参考文献

附录一

附录二

致谢