丝状真菌絮凝剂A80的制备及其活性组分分析
微生物絮凝剂是一类由微生物产生的天然高分子聚合物,因其具有安全、高效、易降解、无二次污染的优点而受到广泛关注。本研究以一株丝状真菌Aspergillus niger A80为研究对象,对其产絮凝剂A80的培养条件进行了响应曲面法优化,并采用不同方法对絮凝剂 A80进行提纯。在此基础上,结合化学分析和仪器分析对絮凝剂 A80进行组成分析和分子结构鉴定,旨在阐明此类微生物絮凝剂的絮凝机理,进一步推动微生物絮凝剂的实践应用。主要研究结果如下: (1)丝状真菌Aspergillus niger A80的絮凝培养条件单因子优化结果表明:在发酵培养基碳源、氮源投加量分别为为60g/L、1.2g/L,体积比为60％的条件下,可以获得最高的絮凝效率。进一步的响应曲面优化结果表明:碳源投加量、培养时间、体积比和氮源投加量分别为53g/L、46h、49%和0.8g/L时模型预测丝状真菌Aspergillus niger A80对高领土悬浊液的絮凝率高达93%。 (2)采用热提取、离心沉淀、阳离子交换树脂、NaOH-超声4种方法对丝状真菌Aspergillus niger A80胞外聚合物(ECP)进行提取的结果表明:NaOH-超声法的ECP提取量最高(1950 mg·L-1),且提取过程中细胞破坏程度较低。化学组成分析表明丝状真菌Aspergillus niger A80 ECP的主要组分为多糖(80%),其次还有少量的蛋白质、核酸等。红外光谱(FI-IR)结果显示其羧基、羟基、氨基等絮凝活性基团,凝胶渗透色谱(GPC)结果显示其分子量分布为2.13~7.21×104 Da。 (3)从丝状真菌Aspergillus niger A80 ECP提纯获得粗多糖A-0经柱层析后得到两种主要组分A-1和A-2,分子量分别为2.34×104Da、7.05×104Da。高效液相色谱结果表明A-1中仅含有鼠李糖(中性糖:氨基糖:糖醛酸为29:10.8:1);A-2中仅含有甘露糖(中性糖:氨基糖:糖醛酸为24:7.2:1)。甲基化分析和核磁共振结果表明:多糖A-1中大部分为[→4)-α-Rhap(1→]和[→4)-β-Rhap(1→]直链鼠李聚糖,小部分以[→3)-α-Rhap(1→]直链结构存在;多糖 A-2中大部分为[→2)-α-Manp(1→]直链结构,还有小部分[→1)-α-Manp(1→]结构。 (4)在pH为11、助凝剂Ca2+加入量为2mL、丝状真菌Aspergillus niger A80发酵液加入量为2mL条件下,猪场冲洗废水(100mL)的处理效果最好。
丝状真菌;絮凝剂;制备工艺;活性组分
中国海洋大学
硕士
环境工程
方迪
2014
中文
X172;X703.5
80
2015-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）