膠質芽孢桿菌液體深層發(fā)酵工藝優(yōu)化及應用研究.pdf

1、在近些年的工農業(yè)生產中，長期不合理的施用化肥導致了土壤肥力下降和土壤結構破壞，高速發(fā)展的工業(yè)造成了嚴重的重金屬污染。因此研究多功能高效力的益生菌有很重要的經濟意義和社會意義。
　　本研究主要做了以下方面的工作：
　　首先對實驗室現有膠質芽孢桿菌進行了活化，觀察細胞形態(tài)，進行分子生物學水平菌種鑒定，建立系統(tǒng)發(fā)育樹，命名為Bacillus mucilaginosus G14（膠質芽孢桿菌 G14）；進行市場調查，收集到全國各地9

2、種同類產品，連同膠質芽孢桿菌G14進行了搖瓶基底發(fā)酵實驗、花盆土壤定殖實驗、搖瓶解鉀試驗，分析了膠質芽孢桿菌G14開發(fā)成菌制劑的潛力。
　　其次我們選擇膠質芽孢桿菌 G14為出發(fā)菌株，進行搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的優(yōu)化。通過優(yōu)化實驗表明：當糖蜜添加量為1.0％，氮源添加量為0.5%，初始pH為7.0，發(fā)酵溫度為30℃時，發(fā)酵能力最強，達到3.64×108 cfu/m。在此基礎上，進行了50 L中試發(fā)酵試驗，對發(fā)酵接種量、對數期的溶

3、氧、芽孢成熟和收率進行了優(yōu)化，結果表明：接種體積為12%時即達到發(fā)酵要求，再高的接種量于發(fā)酵無益；進行了對數期通氣量的優(yōu)化，當保證對數期DO為50±5%時，對數期平穩(wěn)，增菌穩(wěn)定且增菌效果達到最佳，自溶率最低，OD值達到18.5；優(yōu)化了芽孢成熟過程和成熟時間，pH對芽孢形成有顯著影響，當在穩(wěn)定期將pH調節(jié)到8.5時，芽孢收率能達到95%以上，且縮短芽孢形成時間至8.5小時；最后進行分批上罐發(fā)酵，摸索出了最優(yōu)的發(fā)酵參數。得到發(fā)酵產物后，進行

4、了保藏分析，探究了苯甲酸鈉添加量和pH對保藏時間的影響，以及室溫下菌粉制劑的保藏時間，結果表明：苯甲酸鈉添加量為0.3‰，pH調節(jié)至2.5時，液體制劑的保藏時間能達到20天。菌粉制劑室溫下保藏，第5個月后減少至50%。8個月后基本消亡。
　　然后我們探究了膠質芽孢桿菌G14在重金屬鉻污水處理上的應用，優(yōu)化了產吸附劑培養(yǎng)基和吸附動力學分析，得出結論：在氮源添加量為0.3%的培養(yǎng)條件下，膠質芽孢桿菌G14產微生物吸附劑的能力最強；微生

5、物吸附劑添加量10%，鉻初始濃度為20 mg/L,pH5.0，吸附溫度為20℃，吸附時間20 min，此時吸附率高達82.9%，最大吸附量為257 mg/L。Langmuir吸附模型能夠很好地解釋吸附過程。我們的研究表明，膠質芽孢桿菌對重金屬鉻是一種有效的微生物吸附劑，其吸附效果主要受pH，吸附時間和鉻離子初始濃度的影響。溫度的變化基本上不影響吸附反應。FTIR結果表明，吸附前后菌體表面結構發(fā)生了變化，吸附過程主要由細菌表面的多糖，蛋白