黑曲霉A80产生物絮凝剂的培养条件及其絮凝特性研究

黄强

中国海洋大学

摘要：

生物絮凝剂是一种经微生物发酵产生、由糖蛋白、胞外多糖、蛋白质及核酸等组成的生物大分子，属于天然高分子水处理药剂。由于它们具有高效、安全且能自然降解等特点，克服了无机和合成高分子絮凝剂在环境污染等方面的问题，受到国内外水处理研究者的广泛关注。
本文以实验室分离鉴定的一株黑曲霉(Aspergillus niger A80)为研究对象，初步探索确定了其产生物絮凝剂的最适培养条件及其絮凝剂的絮凝特性和最佳使用条件，并且利用醇沉的方法对产生的生物絮凝剂进行分离、利用十六烷基三甲基溴化铵对絮凝剂粗品进行纯化，分析获得絮凝剂纯品的化学组成，利用红外和凝胶色谱进行特征基团和分子量的分析，旨在从组成和基团的角度分析絮凝机理，为微生物絮凝剂的工业化利用提供指导。论文主要结果如下：
1)黑曲霉A80产生物絮凝剂的最佳培养条件为：以100g/L的蔗糖为碳源、1.6g/L的酵母膏为氮源、培养基初始pH为5-6。
2)絮凝率随培养时间的变化情况表明，在培养48h时该絮凝剂的絮凝活性达到最大；絮凝活性分布实验表明该生物絮凝剂主要存在于发酵液之中，菌体起到很小的辅助作用；以高岭土悬液为参比，使用培养48h的黑曲霉A80发酵液的上清液，絮凝体系的初始pH值为5.0，投加比例为1.25mL发酵液/50mL高岭土悬液，该生物絮凝剂的絮凝效果最佳，达到93.6％；该絮凝剂对温度、pH变化有良好的稳定性，在pH值从2变化到10、温度从4℃变化到100℃时，絮凝率始终维持在70％以上。
3)对黑曲霉A80发酵液进行醇沉提纯、组分分析的结果显示：该生物絮凝剂以酸性多糖类物质为主(多糖含量占88.3％w/w)，其次是核酸(11.64％w/w)，蛋白质的含量很少；SEM表明，其形貌呈现支链形、膜状、有毛绒突起；FT-IR显示其包含典型的多糖的特征基团，如羧基、羟基等；GPC结果显示絮凝剂的重均分子量Mw为7.858×104Da。

关键词：黑曲霉;生物絮凝剂;絮凝机理;污水处理

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：环境工程

导师姓名：方迪

学位年度：2012

语种：中文

分类号：X703.5

页数：66

在线出版日期：2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）