克雷伯氏菌NIII2高產(chǎn)高活性絮凝劑工藝及其陽離子化研究.pdf

1、微生物絮凝劑是新型的水處理藥劑，因高效和環(huán)境友好性等優(yōu)點備受關(guān)注。但因其生產(chǎn)成本高、發(fā)酵和制作工藝穩(wěn)定性差，也制約了其大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。本論文以提高微生物絮凝劑產(chǎn)量和活性為主要目的，展開相關(guān)研究，為微生物絮凝劑工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
　　利用搖床生物發(fā)酵方法，運用紫外分光光度計、紅外光譜儀，酶標儀，氣相色譜儀等儀器及分析手段，研究了克雷伯氏菌NIII2高產(chǎn)糖蛋白絮凝劑的工藝條件，探討了NIII2菌分泌唾液酸類物質(zhì)與分泌絮凝劑之間的

2、相關(guān)性，并摸索了所產(chǎn)微生物絮凝劑的陽離子化改性條件，獲得以下成果：
　?。?）NIII2菌發(fā)酵蔗糖產(chǎn)絮凝劑時，可生成一些小分子有機酸副產(chǎn)物，研究發(fā)現(xiàn)外加小分子酸有利于提高克雷伯氏菌NIII2合成糖蛋白類絮凝劑的產(chǎn)量，其中丙酮酸、α-酮戊二酸、丁二酸等不僅提高絮凝劑產(chǎn)量，也可提高碳源的有效轉(zhuǎn)化率和所產(chǎn)絮凝劑的活性。
　　（2）用發(fā)酵體系中可能積累的小分子酸和蔗糖復(fù)配，發(fā)現(xiàn)雙碳源發(fā)酵能提高NIII2菌合成絮凝劑的產(chǎn)量。其中蔗糖和

3、α-酮戊二酸雙碳源復(fù)配效果最佳，絮凝劑最高產(chǎn)量為11g/L，碳源有效轉(zhuǎn)化率為42.3％。合適的三碳源配合發(fā)酵產(chǎn)絮凝劑工藝更穩(wěn)定，絮凝劑產(chǎn)量高，且活性大，其中蔗糖、丙酮酸鈉和α-酮戊二酸鈉三碳源發(fā)酵產(chǎn)絮凝劑平均產(chǎn)量在11g/L以上，最高達13.85g/L，絮凝劑活性為97.5%。
　?。?）雙碳源和三碳源發(fā)酵提高絮凝劑產(chǎn)量和活性的主要原因是，外加的小分子酸能提高發(fā)酵菌株分泌唾液酸的量和絮凝劑中蛋白質(zhì)的含量。當所產(chǎn)絮凝劑中SA含量達1

4、2ng/g MBF以上時，產(chǎn)量可保持在12g/L以上。
　?。?）研究結(jié)果表明，NIII2菌所分泌絮凝劑為糖蛋白類大分子，主要為N-連接糖蛋白，單糖成分包括鼠李糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖，為復(fù)雜型糖蛋白，或高甘露糖型糖蛋白；其中蛋白質(zhì)的組成包括類絡(luò)氨酸和類色氨酸等成分。
　?。?）利用響應(yīng)面法優(yōu)化所產(chǎn)糖蛋白絮凝劑的陽離子化修飾工藝，最優(yōu)條件下，修飾后絮凝劑的Zeta電位值可達到43mV。陽離子化后的微生物絮凝劑處理水中的SS