氡温泉中Anoxybacillus kamchatkensis L1菌产胞外多糖的研究

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微生物多糖主要指大部分细菌、少量的真菌和藻类产生的多糖,而胞外多糖(EPS)是在一定环境条件下由微生物分泌于体外的一些高分子聚合物。EPS由于具有安全性高、副作用小、理化特性独特等优点而广泛应用于食品、制药、石油和化工等多个领域。众多研究表明,微生物胞外多糖对重金属具有良好的吸附性能,在重金属生物吸附中发挥关键作用。因此,开发利用微生物的胞外多糖具有理论价值和实际意义。本研究以实验室自分离的AnoxybacilluskamchatkensisL1菌种的培养基中提取的胞外多糖为实验材料,研究了胞外多糖提取、分离纯化、结构鉴定及其重金属吸附性能。主要研究结果如下:   采用响应面法优化产胞外多糖培养基的成分,寻求最佳的发酵条件。结果表明,发酵培养基的最优条件为:乳糖加入量为7.8g/L,硫酸铵加入量为0.45g/L,磷酸二氢钾加入量为0.24g/L,此条件下EPS产量为128.16mg/L,与传统培养基相比,胞外多糖产量与培养基组分含量得到了相应的优化。   采用DEAESepharoseFF离子交换柱层析和SephadexG-200凝胶柱层析对胞外多糖进行分离纯化,得到两个多糖级分即LEPS-1和LEPS-2,由于LEPS-1组分较少,所以取LEPS-2进行后续的分析和实验。通过高效液相色谱法分析确定多糖级分LEPS-2为单一组分,并测定其平均分子量约为1000kD。紫外光谱检测结果表明LEPS-2中不含核酸与蛋白质。红外光谱确定了LEPS-2中存在的特征官能团,初步判断LEPS-2为糖类化合物。气相色谱法分析表明LEPS-2是含有2种单糖的杂多糖,其组成为甘露糖和葡萄糖,其摩尔比为2.91∶1.30。   采用火焰原子吸收法(FAAS),以LEPS-2作为生物吸附剂,研究了胞外多糖LEPS-2对Cd2+、Zn2+的吸附性能,确定最佳吸附条件。结果表明,吸附的最佳条件为:pH6.0,时间90min,此时吸附量最大可分别达到1.41和1.95mg/g;当同时吸附Cd2+、Zn2+时,吸附量分别达到1.38和2.28mg/g。利用Langmuir和Freundlich等温吸附方程和拟一级、拟二级动力学方程探讨了胞外多糖LEPS-2对Cd2+、Zn2+的吸附模型,结果发现多糖LEPS-2对Cd2+的吸附更符合Langmuir模型,而对Zn2+的吸附则符合Freundlich模型,并且两者的吸附过程都满足拟二级动力学方程。采用红外光谱检测初探了胞外多糖LEPS-2对金属离子吸附的机理,结果表明多糖结构中的-OH、COO-和C-O-C等官能团参与了吸附过程。
其他文献
用规整有序的金属氧化物薄膜在原子尺度上模拟高分散的负载金属催化剂已经成为近年来研究的热点。利用表面科学多种多样的分析手段可能从分子水平上去了解催化反应的发生,为真