论文部分内容阅读
微生物絮凝剂是微生物分泌的次生代谢产物，是以多糖、糖蛋白、蛋白、核酸等为主的新型固液分离剂。可广泛应用于废水处理、饮料工业、生物制药等方面。但因生产成本高、产量低等原因，目前并未广泛应用。因此，研究提高微生物絮凝剂产量和絮凝活性的途径，研究絮凝剂的结构、组成及其活性影响因素，对于絮凝剂的开发有重要实用和理论意义。本论文在课题组前期大量的研究工作基础上，对NIII2菌株产微生物絮凝剂的培养发酵条件进行了优化，研究NIII2菌株生长分泌絮凝剂的特性，碳源、氮源、镁离子等及其投加量对NIII2所产絮凝剂结构的影响作用。在此基础上研究了NIII2菌株所产微生物絮凝剂中糖和蛋白的连接方式。获得以下研究成果：（1）NIII2菌产絮凝剂优化培养基组成为：蔗糖20g/L，蒸馏水1000mL，脲0.75g/L，MgSO412mg/L，磷酸盐缓冲溶液（以磷酸根含量计）685mg/L，适量的微量元素。当培养基初始pH值为7，30℃，摇床转速为150r/min，接种量6%，发酵60h能收获约5.0g/L的微生物絮凝剂。NIII2菌株发酵液颜色从无色变成黄色是产絮凝剂的正常颜色。与颜色变化趋势相应的是pH变化趋势，正常分泌和大量分泌絮凝剂条件下，发酵液的pH值在6.5范围内波动。（2）NIII2菌株所产絮凝剂提取物为白色粉末，水中溶解度在810g/L，自然溶解状态下的pH值在6.87.5范围，zeta电位在8050mv之间，在100℃条件下加热2小时后活性变化不大。具有一定的热稳定性。发酵碳源和氮源影响NIII2菌所产微生物絮凝剂的组成和结构。NIII2菌所产絮凝剂含有糖，蛋白质以及核酸这三种物质，以脲为氮源、蔗糖为碳源，外加适量镁离子，会使所产絮凝剂蛋白含量增加。（3）NIII2菌所产絮凝剂均含有COOH， NH2， OH， C O C等官能团。不同发酵氮源所产的絮凝剂zeta电位大小有明显区别，硝酸钠为氮源产的絮凝剂zeta电位值更负。镁离子投加量不影响所产絮凝剂的组成，但投加量越多，所产絮凝剂中蛋白含量越高，絮凝活性越好。由于絮凝剂分子中含有羧基和氨基等弱酸和弱碱结构，因此，该絮凝剂对酸和碱有一定的缓冲效果。超过缓冲范围，在pH大于11和小于4时，絮凝剂zeta电位随酸和碱的加入快速增加。（4）NIII2菌株以蔗糖为碳源，脲或硝酸钠，氯化铵，蛋白胨为氮源时所产的絮凝剂分子中，糖和蛋白连接方式为O糖苷键相连。以蔗糖为碳源硫酸铵为氮源时所产的絮凝剂糖和蛋白连接方式为N糖苷键相连。本论文的研究工作为NIII2菌株产微生物絮凝剂未来的中试以及深入研究微生物絮凝剂结构和机理奠定了基础。