《产微生物絮凝剂菌株的筛选及产絮凝剂发酵条件的研究bhxz.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《产微生物絮凝剂菌株的筛选及产絮凝剂发酵条件的研究bhxz.docx（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、武汉生物物工程学学院毕业论文文(设计计)题 目：产微生生物絮凝凝剂菌株株的筛选选及产絮凝剂剂发酵条条件的研研究学 生： 曾曾 威威 系 别： 生物技技术系 专业班级级： 06级级本科33班 指导教师师： 程程 爱 芳 辅导教师师： 程程 爱 芳 时 间：20009年111月至至20110年55月 IV目 录录摘要III关键词IIIABSTTRACCTIIIIKEY WORRDSIIII0 引言言11 材料料与方法法11.1 材料11.1.1 菌菌种来源源11.1.2 培培养基111.2 方法11.2.1 土土壤样品品的采集集及预处处理11.2.2 富富集培养养21.2.3 菌菌种的分分离与纯纯
2、化21.2.4 初初筛和复复筛21.2.5 絮絮凝活性性的测定定22结果与与讨论222.1 菌株分分离及初初筛结果果22.2 复筛结结果32.3 培养条条件的优优化32.3.1 培培养温度度对絮凝凝剂絮凝凝率的影影响32.3.2 培培养基初初始pHH值对絮絮凝剂产产生速率率的影响响32.3.3 CC1产絮絮凝剂周周期的测测定32.3.4 不不同接种种量对菌菌体产絮絮凝剂的的影响443 结论论4参考文献献6致谢6产微生物物絮凝剂剂菌株的的筛选及及产絮凝凝剂发酵酵条件的的研究摘 要要以活性污污泥作为为菌种来来源，采采用常规规微生物物学方法法分离到到36株菌菌株，初初筛后有有9株菌株株有絮凝凝活性，
3、经经复筛后后有1株菌株株C1絮凝活活性最高高。该菌菌株所产产微生物物絮凝剂剂沉降速速度快，絮絮凝率高高，显示示了该微微生物絮絮凝剂良良好的实实际应用用前景。对对其生长长曲线的的研究表表明，CC1菌株的的絮凝活活性与菌菌体生物物量呈正正相关性性，培养养24hh即可达达到最高高絮凝活活性。关键词微生物絮絮凝剂；筛选；优化Micrrobiial flooccuulannts strrainns iin tthe scrreenningg annd pprodducee flloccculaantss feermeentaatioon ccondditiionssAbsttracctAs aa soo
4、urcce oof aactiivatted sluudgee baacteeriaa, iisollateed bby cconvventtionnal miccrobbiollogiicall meethoods to 36 strrainns, 9 sstraainss weere isoolatted aftter scrreenningg a flooccuulattingg acctivvityy, aafteer rresccreeeninng aafteer aa sttraiin oof tthe higghesst fflocccullatiing acttiviity o
5、f C1. FFlocccullantts prroduucedd byy thhe sstraain setttleemennt rratee, fflocccullatiion ratte, shoows thee prractticaal aappllicaatioon oof mmicrrobiial flooccuulannts goood proospeectss. TThe stuudy shoows thaat iits groowthh cuurvee, CC1 sttraiin oof fflocccullatiing acttiviity andd ceell bioom
6、asss wwas possitiivelly ccorrrelaatedd 244h ccultturee caan aachiievee thhe hhighhestt flloccculaatinng aactiivitty.KeywworddsMiccrobbiall flloccculaantss; Sccreeeninng;Optiimizzatiion 武汉生物工程学院学士学位论文（设计）0 引言言目前国内内外用于于提高水水质处理理效率的的一种既既经济又又简便的的水处理理技术之之一就是是添加适适宜的絮絮凝剂，絮絮凝剂被被广泛应应用于废废水处理理、食品品加工和和化工等等工业过过程。
7、絮絮凝剂按按其来源源和性质质可分为为无机絮絮凝剂、有有机高分分子絮凝凝剂和天天然生物物高分子子絮凝剂剂。前22种絮凝凝剂不易易降解，且且其可能能是神经经毒剂和和致癌、致致突变因因子，现现在许多多领域已已禁止或或限量使使用。微微生物絮絮凝剂(miccrobbiall ffloeecullantts，MBFF)是利用用生物技技术，从从微生物物体或其其分泌物物提取、纯纯化而获获得的新新型水处处理剂，具具有安全全、高效效、可生生物降解解、不污污染环境境、可消消除二次次污染等等特点，具具有其它它絮凝剂剂无法比比拟的优优势，而而且也易易于实现现工业化化生产，所所以MBBF取代代大部分分传统的的无机和和合成
8、有有机高分分子絮凝凝剂将成成为一种种趋势。MBF的研制正成为当今世界絮凝剂研究的重要课题絮凝在给给水和排排水中均均发挥着着不可缺缺少的重重要作用用，所应应用的絮絮凝剂主主要有传传统的无无机、有有机絮凝凝剂及生生物絮凝凝剂，前前者由于于具有价价格低廉廉，絮凝凝效果好好等优点点，因而而被广泛泛使用，但但由于其其对人类类健康所所形成的的隐患使使其应用用越来越越受到限限制。微微生物絮絮凝剂是是一种由由微生物物产生的的具有絮絮凝活性性的高分分子化合合物，具具有絮凝凝沉降性性能好、安安全、无无毒、无无二次污污染、易易于生物物降解等等优点，不不仅能快快速絮凝凝、沉淀淀各种水水中的悬悬浮颗粒粒、金属属离子，而
9、而且在废废水脱色色、高浓浓度有机机物去除除等方面面有独特特效果，是是一类极极具发展展前景的的环境友友好型水水处理剂剂。同时时，由于于能产生生絮凝作作用的微微生物种种类多、生生长快、易易于采取取生物工工程手段段实现产产业化，因因此，研研究和开开发微生生物絮凝凝剂具有有深远的的现实意意义和广广阔的应应用前景景。本实验从从垃圾渗渗滤液中中筛选出出一株高高效微生生物絮凝凝剂产生生菌C2,并对对其的培培养条件件进行了了优化，以以期提高高其絮凝凝效率1。1 材料料与方法法1.1 材料1.1.1 菌种种来源以取自武武汉生物物工程学学院柳园园餐厅的的生活污污水以及及餐厅旁旁的活性性污泥作作为菌种种来源。1.1
10、.2培养基基实验中采采用牛肉肉膏蛋白白胨培养养基(培培养细菌菌用)、高高氏一号号培养基基(培养养放线菌菌用)、查查氏培养养基(培培养霉菌菌用)、马马铃薯葡葡萄糖培培养基(培养真真菌用)。本实实验中，富富集培养养时选用用上述培培养基的的液体培培养基，分分离、保保藏菌株株时则采采用相应应的固体体培养基基2-3。发酵培养养基： 蔗糖1150gg， 尿尿素1gg， MMgSOO47HH2O 0.5g， KCll 015gg，KHH2PO40.008g，ZZnSOO47HH2O 0.01gg，MnnSO44H2O 0.02gg，蒸馏馏水1 0000mL，ppH值自自然。1.2 方法1.2.1土壤样样品的
11、采采集及预预处理取自武汉汉生物工工程学院院柳园餐餐厅的生生活污水水以及餐餐厅旁的的活性污污泥用无无菌水浸浸泡几分分钟，过过滤，到到入一个个2500ml已已灭菌的的锥形瓶瓶中。1.2.2富集培培养分别在不不加琼脂脂的PDDA培养养基，高高氏一号号培养基基、查氏氏培养基基、牛肉肉膏蛋白白胨培养养基中加加入1mmL的土土壤悬液液，均富富集培养养两天，编号并注明日期。1.2.3菌种的的分离与与纯化(1)稀稀释培养养液。用用移液管管移取11mL的的细菌富富集培养养液于一一装有99mL无无菌水的的试管中中，混匀匀，再用用另一支支移液管管移取此此稀释液液1mLL于另一一装有99mI无无菌水的的试管中中，依次
12、次类推将将富集培培养液逐逐渐稀释释制成110-22100-6各种种梯度的的培养液液。其他他的富集集培养液液以同样样的方法法稀释4。(2)平平板划线线。在无无菌条件件下，用用接种环环取一环环稀释倍倍数为ll0-33的细菌菌培养液液，在其其培养基基中划线线，平行行划三个个平板，同同样的方方法将稀稀释倍数数为100-4、110-55培养液液平行划划三个平平板，三三个对照照，编号号， 注注明日期期后，倒倒置在生生化培养养箱中于于37培养22天。放放线菌，霉霉菌，真真菌以同同样的方方法操作作，于228 倒置培培养57天。(3)菌菌落的选选择和挑挑取。将将透明圈圈比较大大的菌落落进行编编号，分分别接种种于
13、各自自的斜面面培养基基中培养养5。1.2.4初筛筛和复筛筛将分离菌菌株分别别接种到到相应的的液体培培养基中中，在330摇床培培养488h后，以以高岭土土悬浊液液为模拟拟废水，目目测分离离菌株对对高岭土土悬浊液液的絮凝凝活性，初初步筛选选出絮凝凝活性较较好的菌菌株。将将初筛菌菌株分别别接种于于装有1150mmL培养养基的2250mmL三角角瓶中，30、150rmin振荡培养，于24h、48h、72h取样，测定培养液在不离心和3000rrain离心30min两种情况下，菌株发酵液对高岭土悬浊液的絮凝活性，进行复筛6-7。1.2.5 絮絮凝活性性的测定定絮凝活性性用絮凝凝率来表表征。在在1000mL
14、比比色管中中加入00.4gg高岭土土、2mLL1.00 的CaCCl2及2mLL纯化培培养的培培养液，加加蒸馏水水至1000mLL。盖上上盖子做做10次上上下自然然翻转，转转速以每每次翻转转时气泡泡上升完完毕为准准。静置置10mmin，取取比色管管中755mL处处的上清清液并以以蒸馏水水为参比比溶液，于于波长为为5500nm处处测其吸吸光度。絮絮凝率的的计算公公式如下下：絮凝率=(A-B)A1100式中，AA为原高高岭土悬悬浊液上上清液5550nnm处的的吸光度度值；BB为处理理后的高高岭土悬悬浊液上上清液5550nnm处的的吸光度度值88-111。2 结果果与讨论论2.1 菌株分分离及初初筛
15、结果果本实验共共分离菌菌株366株，每每种培养养基9株，分分别命名名为P11、P2、PP9(PPDA培培养基)，N1、N2、NN9(牛牛肉膏蛋蛋白胨培培养基)，C1、C2、CC9（查查氏培养养基），G1、G2、G9（高氏培养基）12-13。初筛后有絮凝活性的菌株共10株，其中牛肉膏蛋白胨培养基1株，为N2，高氏一号培养基3株，分别为G2、G4、G5；查氏培养基6株，分别为C1、C2、C3、C5、C7、C8；PDA培养基0株。2.2 复筛结结果复筛结果果如表11所示。其其中絮凝凝活性最最高的为为C1，絮絮凝率为为0.7712，其其次为CC2、C8。将将这三株株菌株重重新接种种培养，对对培养液液的
16、发酵酵活性进进行比较较，结果果显示CC1菌株株沉降速速度最快快，絮凝凝率最高高，且菌菌株悬液液浓度较较低，表表明该菌菌株产微微生物絮絮凝剂能能力强，且且培养液液絮凝活活性好。因因此，以以该菌株株作为后后续研究究对象14。表1 不不同菌株株絮凝活活性菌株N2G2G4G5C1C2C3C5C7C8絮凝率0.2880.30080.10020.47720.71120.62210.3220.30030.50070.54412.3 培养条条件的优优化2.3.1培养养温度对对絮凝剂剂絮凝率率的影响响表2 培培养温度度对絮凝凝剂絮凝凝率的影影响培养温度度（）23252730333537絮凝率0.51110.52
17、240.58880.69920.65530.54470.5001由表2可可知，当当温度为为30 时，絮絮凝剂絮絮凝率最最大为00.6992。223300之间间时，絮絮凝剂絮絮凝率随随温度升升高而增增大，但但温度为为35时，絮絮凝剂絮絮凝率迅迅速下降降。这是是因为温温度过低低或过高高时，微微生物生生长过慢慢或过快快，均不不利于絮絮凝剂的的积累15。因此此，选择择培养温温度为330。2.3.2培养养基初始始pH值对对絮凝剂剂产生速速率的影影响表3 初初始pHH值对絮絮凝剂絮絮凝率的的影响pH值456789絮凝率0.41120.52290.64420.71120.68850.5994pH值对对微生物
18、物的生长长和代谢谢具有很很大的影影响。一一方面，ppH过高高或过低低都会引引起微生生物表面面电荷的的改变，从从而不利利于细胞胞对营养养物质的的吸收；另一方方面，ppH过高高或过低低会使蛋蛋白质、核核酸等生生物大分分子所带带电荷发发生变化化，从而而影响其其生物活活性116。由表33可以看看出，ppH在66.088.0的范范围之间间，都有有较高的的絮凝活活性，最最佳pHH在7.0左右右，此时时絮凝率率达到771.22。2.3.3 CC1产絮絮凝剂周周期的测测定在2500mL三三角瓶内内装500mL发发酵培养养基，初初始pHH值为77，在330 、1180 rpmm 条件件下摇床床培养，每每12hh
19、取样一一次，测测定发酵酵液絮凝凝活性。发酵液的絮凝率在12h之前均为负数，可能因为在培养初期，絮凝剂产生菌尚未产生絮凝剂，相反在发酵液或高岭土中某些成分使吸光度增大，导致絮凝率为负值17。培养中、后期絮凝活性逐步上升，发酵72h时絮凝率达到72%，之后絮凝率又逐渐下降。表4 生生长周期期对絮凝凝剂絮凝凝率的影影响生长周期期12h24h36h48h60h72h84h96h108hh絮凝率-0.11830.15540.26630.42210.57740.7220.67740.61120.58822.3.4 不不同接种种量对菌菌体产絮絮凝剂的的影响在发酵培培养基中中分别以以1、2、3、4、5、6的接
20、接种量接接入种子子液，经经摇床培培养722h后，分别别测定各各组培养养液的絮絮凝活性性，实验验结果显显示，接接种量为为3时时，絮凝凝率较高高为700.5，之后后随着接接种量的的增大，絮絮凝率降降低。因因此，接接种量也也是影响响C1产絮凝凝剂的一一个因素素。由于于接种量量过大，培培养液中中细菌的的初始浓浓度高，生生长初期期细菌生生长繁殖殖则会消消耗大量量的营养养物质，导导致絮凝凝剂的产产量下降降；而接接种量过过小，培培养液中中的细菌菌浓度低低，使得得培养周周期过长长188。表5 不不同接种种量对絮絮凝剂絮絮凝率的的影响接种量 1%2 % 3 % 4 % 5 % 6 % 絮凝率0.54420.67
21、740.7005 0.6882 0.65570.63353结论以活性污污泥作为为菌种来来源，采采用常规规微生物物学方法法从四种种培养基基中分离离到366株菌株株。经初初筛后有有10株菌菌株有絮絮凝活性性，经复复筛后有有3株菌株株絮凝活活性较高高，其中中C1菌株株絮凝活活性最高高，可达达71.2% 。该菌菌株所产产微生物物絮凝剂剂絮凝率率高，且且生成絮絮体大，沉沉降速度度快，显显示了该该微生物物絮凝剂剂良好的的实际应应用前景景。经过单因因子实验验的研究究表明：（1）在在温度为为30、絮凝剂剂絮凝率率最大为为0.6692。2330之之间时，絮絮凝剂絮絮凝率随随温度升升高而增增大，但但温度为为35时
22、，絮絮凝剂絮絮凝率迅迅速下降降。这是是因为温温度过低低或过高高时，微微生物生生长过慢慢或过快快，均不不利于絮絮凝剂的的积累。因因此，选选择培养养温度为为30。（2）ppH值为为7时，一方方面，ppH过高高或过低低都会引引起微生生物表面面电荷的的改变，从从而不利利于细胞胞对营养养物质的的吸收；另一方方面，ppH过高高或过低低会使蛋蛋白质、核核酸等生生物大分分子所带带电荷发发生变化化，从而而影响其其生物活活性。由由表3可以看看出，ppH在6.008.00的范围围之间，都都有较高高的絮凝凝活性，最最佳pHH在7.00左右，此此时絮凝凝率达到到71.2。（3）最最佳生长长周期为为72hh。发酵酵液的絮
23、絮凝率在在12hh之前均均为负数数，可能能因为在在培养初初期，絮絮凝剂产产生菌尚尚未产生生絮凝剂剂，相反反在发酵酵液或高高岭土中中某些成成分使吸吸光度增增大，导导致絮凝凝率为负负值。培培养中、后后期絮凝凝活性逐逐步上升升，发酵酵72hh时絮凝凝率达到到72%，之后后絮凝率率又逐渐渐下降。（4）最最佳接种种量为33%。絮絮凝率较较高为770.55，之之后随着着接种量量的增大大，絮凝凝率降低低。因此此，由于于接种量量过大，培培养液中中细菌的的初始浓浓度高，生生长初期期细菌生生长繁殖殖则会消消耗大量量的营养养物质，导导致絮凝凝剂的产产量下降降；而接接种量过过小，培培养液中中的细菌菌浓度低低，使得得培
24、养周周期过长长。虽然当前前对微生生物絮凝凝剂菌株株的研究究比较多多，但还还是有很很多地方方还需要要实质性性的突破破。我觉觉得现在在对微生生物絮凝凝剂菌株株研究的的重点是是尽快将将微生物物絮凝剂剂推广应应用到实实际中去去,实现微生生物絮凝凝剂的大大规模推推广,关键是是要提高高生产效效率、降降低成本本、拓宽宽适用范范围和使使用效率率。今后后的研究究工作可可能集中中在以下下几方面面展开：(1)继继续从各各角度研研究微生生物的絮絮凝机理理仍将是是各国科科学工作作者研究究的热点点。(2) 在微生生物发酵酵中, 诱导和和利用自自絮凝菌菌株实现现微生物物的高浓浓度培养养, 以提提高目标标产物的的浓度,优化运
25、运行条件件、探索索新工艺艺新方法法。寻找找物美价价廉的微微生物絮絮凝剂培培养基与与培养条条件的研研究,实现连连续发酵酵也是今今后微生生物絮凝凝剂应用用研究的的一个方方向。(3)在在生物发发酵产品品的后提提取中, 针对对具体的的微生物物发酵液液体系, 选择择合适的的絮凝剂剂进行絮絮凝预处处理, 从而改改善其固固液分离离性能, 以利利于产品品的进一一步提纯纯, 这将将会大大大降低后后提取的的成本, 带来来可观的的经济效效益;研究微微生物絮絮凝剂与与其它絮絮凝剂的的配合使使用,发挥互互补作用用,不但可可提高絮絮凝效率率,而且还还可降低低投加量量。(4)从从分子生生物学的的角度深深入研究究,运用基基因
26、工程程和生物物技术定定向选育育高絮凝凝活性、高高降解能能力的工工程菌将将是其发发展的方方向之一一。参考文献献1 周礼, 张永奎奎,陈晓等等. 一种种高效微微生物絮絮凝剂产产生菌的的筛选及及培养基基优化J. 环境境科学学学报, 20006, 26(4):52-58.2 陶然,杨朝晖晖,曾光明明等. 微生物物絮凝剂剂产生菌菌的筛选选、鉴定定及其培培养条件件的优化化研究J. 中国国生物工工程杂志志, 220055, 225(88):76-81.3 董晓斌斌. 新型型生物絮絮凝剂的的研究与与应用J. 甘肃肃联合大大学学报报(自然科科学版), 220066, 220(11):52-554.4赵赵凤,张蔚
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28、微生物物絮凝剂剂的培养养条件研研究JJ湘湘潭大学学社会科科学学报报，20003，27(5)：2233-2225.9 郑怀礼礼. 生物物絮凝剂剂及絮凝凝技术J . 北北京: 化学工工业出版版社,220044 :114-221.10 黎俊俊, 林波波. 微生生物絮凝凝剂产生生菌的筛筛选JJ . 江西西科学, 20005, 233(2):211-244.11 杨阿阿明，夏夏四清，王王学江等等奇异异变形杆杆菌TJJ一1产絮凝凝剂的培培养基优优化研究究J环境境科学学学报，220077，27(12)：19888-11992212 刘松松，张兰兰英微微生物絮絮凝剂诱诱变菌最最佳培养养条件及及化学成成分JJ环
29、环境科学学与技术术，20006，29(1)：18-2013 王国国惠，李李春茂微生物物絮凝剂剂产生菌菌的筛选选与特性性研究J微生物物学杂志志，20006，26(2)：26-3O14 鲍立立宁. 微生物物絮凝剂剂产生菌菌的筛选选J .安安徽建筑筑工业学学院学报报, 220099,177(1)：8-112.15马放,李淑更更,金文标标等. 微生物物絮凝剂剂的研究究现状及及发展趋趋势JJ. 工业用用水与废废水, 20002, 33 (1) : 7 - 91116张永奎奎,周礼,陈晓等等. MBBF-33 絮凝特特性研究究J. 环境境科学与与技术, 20006, 299(100):337-4517 梁颖颖,徐立志志,黄亚洁洁等. 微生物物絮凝剂剂产生菌菌G - 4220的筛筛选及其其絮凝特特性JJ. 化工进进展, 20008, 26 ( 99 ) : 112744- 112777.18 李强强,王元秀秀,矫强等等. 生物物絮凝剂剂ZL 5 - 2 的絮凝凝特性研研究 J . 化化工进展展, 220066, 335 (4) : 446 - 522.致 谢谢 衷心感感谢程爱爱芳老师师在毕业业论文过过程中给给我的指指导和帮帮助，使使我学到到了许多多知识，以以及但蕊蕊和陈文文老师在在我试验验过程中中的帮助助。再次次衷心感感谢！11