絮凝菌F2產(chǎn)生物絮凝劑的發(fā)酵動(dòng)力學(xué)及其活性成分分析.pdf

1、在城鎮(zhèn)用水，工業(yè)廢水處理，生物下游工業(yè)等中，“絮凝”是應(yīng)用最普遍的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。生物絮凝劑作為一種高效、無(wú)毒、無(wú)二次污染的新型絮凝劑，對(duì)人類健康和環(huán)境保護(hù)都有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。但是，目前大部分研究處于實(shí)驗(yàn)室階段，產(chǎn)量低生產(chǎn)成本高，在很大程度上限制了生物絮凝劑的生產(chǎn)和應(yīng)用。基于此，本研究通過(guò)對(duì)絮凝菌的發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、生物絮凝劑的分離純化、組成結(jié)構(gòu)分析的研究，將生物絮凝劑的基礎(chǔ)理論研究向前推進(jìn)一步，為生物絮凝劑的代謝研究奠定基礎(chǔ)，也為它的產(chǎn)業(yè)化

2、提供理論支持。
　　本研究從菌體本身入手，對(duì)產(chǎn)絮性能退化的絮凝菌F2進(jìn)行復(fù)壯，復(fù)壯后的絮凝菌F2生長(zhǎng)旺盛，絮凝效果恢復(fù)至原始菌的95％以上。跟蹤監(jiān)測(cè)其發(fā)酵過(guò)程，并對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明K2HPO4是發(fā)酵培養(yǎng)基中必不可少的，且用量不能少于5.0g/L，而KH2PO4則可以選擇性的添加或不添加，絮凝劑的最佳獲取時(shí)間為21h。最后建立了描述絮凝菌F2發(fā)酵過(guò)程中菌體生長(zhǎng)、產(chǎn)物合成和底物消耗的動(dòng)力學(xué)模型。經(jīng)計(jì)算，三種模型均較準(zhǔn)確的模

3、擬了其過(guò)程。
　　根據(jù)生物絮凝劑的性質(zhì)，首先利用醇提法和Sevage法分離絮凝活性成分，得到生物絮凝劑粉末狀粗品，含量約520μg/mL，其中，多糖含量為488μg/mL，占93.8%，絮凝活性由89%提高到92%。其次，選擇了三種弱陰離子交換凝膠對(duì)生物絮凝劑粗品進(jìn)行純化預(yù)試驗(yàn)，從中優(yōu)選出最適的離子交換凝膠，并對(duì)離子交換層析進(jìn)行洗脫速度、收集量和上樣量的選擇，最終確定了離子交換層析純化生物絮凝劑粗品的最佳條件為：DEAE-650M

4、離子交換凝膠，2.6′20cm柱子，pH8.0 Tris-HCl起始緩沖液，0-1.5mol/L NaCl梯度洗脫，上樣量為6mL，洗脫速度為54mL/h，收集量為3mL/管。在此條件下純化得到的白色棉絮狀固體，經(jīng)鑒定為高純度的生物絮凝活性成分。
　　生物絮凝劑純品的GPC法、薄層層析、GC和GC-MS、紅外光譜和核磁共振結(jié)果表明生物絮凝劑的分子量為1156,000Da，活性中心多糖的每個(gè)重復(fù)單位中含有3個(gè)糖基單元，分別為α-吡喃