研制(zhi)高(gao)(gao)效、無毒的(de)(de)(de)(de)絮(xu)凝劑(ji)是(shi)目前環(huan)境工程領域中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要內容(rong),當今(jin)絮(xu)凝過(guo)(guo)程的(de)(de)(de)(de)研究趨勢已由過(guo)(guo)去(qu)側重(zhong)工藝的(de)(de)(de)(de)優化逐漸(jian)發展為現在側重(zhong)藥(yao)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)開發.生物(wu)絮(xu)凝劑(ji)是(shi)一類由微生物(wu)產生的(de)(de)(de)(de)可(ke)使液體中(zhong)(zhong)不(bu)易降解的(de)(de)(de)(de)固體懸浮顆粒、菌(jun)體細胞及膠體粒子等(deng)凝聚、沉淀的(de)(de)(de)(de)特殊高(gao)(gao)分子代謝(xie)產物(wu).該類絮(xu)凝劑(ji)是(shi)利用生物(wu)技術,通(tong)過(guo)(guo)微生物(wu)發酵、分離提取而得到的(de)(de)(de)(de)具有(you)生物(wu)降解性(xing)和安全性(xing)的(de)(de)(de)(de)新(xin)型、高(gao)(gao)效、廉價、無毒、無二次污染的(de)(de)(de)(de)水(shui)處(chu)理(li)劑(ji),可(ke)廣泛應(ying)用于給水(shui)和廢水(shui)處(chu)理(li)領域.

生(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)凝(ning)劑(ji)是典型(xing)的環境友好型(xing)功能材(cai)料.生(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)凝(ning)劑(ji)的研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)始于20世紀(ji)50年(nian)(nian)代,日(ri)本(ben)學者(zhe)首先發現微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)培(pei)養液具有絮(xu)凝(ning)作(zuo)用(yong).1976年(nian)(nian),Ｊ.Ｎａｋａｍｕｒａ等人(ren)對能產(chan)生(sheng)絮(xu)凝(ning)效果的微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)進(jin)行了專門研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu),掀起了微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)凝(ning)劑(ji)的研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)熱潮(chao).目前,該(gai)項研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工作(zuo)集中在:(1)針對單一菌株的分離、鑒定(ding)和(he)培(pei)養；(2)側重單一菌株所產(chan)絮(xu)凝(ning)劑(ji)的成分確定(ding)、凈化機理及(ji)其(qi)應(ying)用(yong)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu).生(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)凝(ning)劑(ji)的研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)還僅限于實驗室水平,降低微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)凝(ning)劑(ji)生(sheng)產(chan)成本(ben)是大規模(mo)工業化生(sheng)產(chan)的關鍵.

復(fu)合(he)型(xing)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物絮凝(ning)劑(ji)的概念是(shi)哈爾濱工(gong)業大學馬放教授率先提出的,是(shi)以稻草、秸稈等廉(lian)價生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物質(zhi)材料為底物,利用纖維素降解(jie)菌群(qun)和絮凝(ning)菌群(qun)組成的復(fu)合(he)型(xing)微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物絮凝(ning)劑(ji)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)菌菌群(qun),進(jin)行(xing)兩段(duan)式發酵后分離提取(qu)而獲(huo)得的.本文針對復(fu)合(he)型(xing)微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物絮凝(ning)劑(ji)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)菌高效菌株(zhu)的篩選和最佳(jia)菌群(qun)的構建進(jin)行(xing)了研究,并對絮凝(ning)機理進(jin)行(xing)了探討.

1　材料與方法

1.1　復(fu)合型生物絮(xu)凝劑的制(zhi)備

1.1.1　菌種(zhong)來(lai)源(yuan)

絮凝菌來(lai)源于某(mou)煉油廠(chang)含油廢水處(chu)理(li)單(dan)元(yuan)曝(pu)氣(qi)池(chi)活性污泥.纖維(wei)素降解(jie)菌來(lai)自(zi)本實驗室.

1.1.2　培養基

絮凝(ning)菌分離培(pei)(pei)養基(ｇ/Ｌ):牛肉膏蛋白胨瓊脂培(pei)(pei)養基[5].篩選(xuan)培(pei)(pei)養基:葡(pu)萄糖,10.0ｇ；Ｋ2ＨＰＯ4,5.0ｇ；ＭｇＳＯ4·7Ｈ2Ｏ,0.2ｇ；ＫＨ2ＰＯ4,2.0ｇ；ＮａＣｌ,0.1ｇ；尿素(su),0.5ｇ；酵母膏,0.5ｇ；ｐＨ,7.2～7.5.種子培(pei)(pei)養基:同篩選(xuan)培(pei)(pei)養基.(注:葡(pu)萄糖在0.05ＭＰａ壓力下滅(mie)菌30ｍｉｎ,其(qi)他成分在0.1ＭＰａ壓力下滅(mie)菌20ｍｉｎ).纖維素(su)降解菌種子培(pei)(pei)養基和發酵培(pei)(pei)養基為濃縮3倍(bei)的赫(he)奇遜(xun)培(pei)(pei)養基[5].

1.1.3　培養條件

1.1.3.1　種子培養

于(yu)新鮮斜面上取一環(huan)菌,接至裝有100ｍＬ種子(zi)培養(yang)基(ji)的250ｍＬ三角瓶中,在30℃、150ｒ/ｍｉｎ搖(yao)床(chuang)轉速(su)下培養(yang)24ｈ.

1.1.3.2　搖瓶培(pei)養

在(zai)500ｍＬ的(de)(de)(de)(de)三角(jiao)瓶中(zhong)裝入250ｍＬ篩選(xuan)培(pei)養(yang)(yang)(yang)基(ji),滅(mie)菌后(hou),按(an)10%的(de)(de)(de)(de)接種(zhong)(zhong)量(liang)將(jiang)菌種(zhong)(zhong)自種(zhong)(zhong)子培(pei)養(yang)(yang)(yang)基(ji)中(zhong)接入培(pei)養(yang)(yang)(yang)基(ji)中(zhong),在(zai)30℃、150ｒ/ｍｉｎ搖床(chuang)轉(zhuan)速(su)下(xia)培(pei)養(yang)(yang)(yang)72ｈ,以發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)液(ye)的(de)(de)(de)(de)絮(xu)凝(ning)(ning)效(xiao)果(guo)(guo)作為絮(xu)凝(ning)(ning)菌株篩選(xuan)標準(zhun).在(zai)500ｍＬ的(de)(de)(de)(de)三角(jiao)瓶中(zhong)裝入250ｍＬ發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)培(pei)養(yang)(yang)(yang)基(ji),滅(mie)菌后(hou),接入10%的(de)(de)(de)(de)纖維素(su)降解菌群(qun)種(zhong)(zhong)子發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)液(ye).在(zai)30℃、150ｒ/ｍｉｎ搖床(chuang)轉(zhuan)速(su)下(xia)培(pei)養(yang)(yang)(yang)120ｈ,此時接入10%的(de)(de)(de)(de)絮(xu)凝(ning)(ning)菌種(zhong)(zhong)子發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)液(ye),相同培(pei)養(yang)(yang)(yang)條(tiao)件下(xia)培(pei)養(yang)(yang)(yang)1ｄ.根據最(zui)終發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)液(ye)的(de)(de)(de)(de)絮(xu)凝(ning)(ning)效(xiao)果(guo)(guo)確定高(gao)效(xiao)產絮(xu)菌株.將(jiang)復(fu)篩得到的(de)(de)(de)(de)高(gao)效(xiao)絮(xu)凝(ning)(ning)菌進行雙菌(1∶1)混合培(pei)養(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)正交試(shi)驗,采用上(shang)述相同的(de)(de)(de)(de)方法進行培(pei)養(yang)(yang)(yang).根據最(zui)終發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)液(ye)的(de)(de)(de)(de)絮(xu)凝(ning)(ning)效(xiao)果(guo)(guo)構建最(zui)佳(jia)的(de)(de)(de)(de)絮(xu)凝(ning)(ning)菌群(qun).

1.2　測定方法

1.2.1　絮凝效(xiao)果測定

初篩:在(zai)50ｍＬ量筒內加(jia)(jia)入0.2ｇ高(gao)嶺土(tu),1ｍＬ1%的(de)(de)(de)ＣａＣｌ2水(shui)溶(rong)液(ye)(ye),1ｍＬ發酵(jiao)液(ye)(ye),然(ran)后加(jia)(jia)水(shui)至50ｍＬ,搖(yao)勻,靜止沉淀(dian)15ｍｉｎ,同時以(yi)不加(jia)(jia)菌的(de)(de)(de)培養(yang)基的(de)(de)(de)高(gao)嶺土(tu)懸濁(zhuo)液(ye)(ye)為對照,目(mu)測找出絮凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)效(xiao)果(guo)較好的(de)(de)(de)菌株.復篩:采(cai)用混凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)杯(bei)罐試驗來測定絮凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)絮凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)效(xiao)果(guo).此法同樣適于絮凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)菌群絮凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)效(xiao)果(guo)的(de)(de)(de)測定.具體過程為:在(zai)燒杯(bei)中加(jia)(jia)入5ｇ/Ｌ高(gao)嶺土(tu)懸濁(zhuo)液(ye)(ye)1000ｍＬ,加(jia)(jia)入10ｍＬ的(de)(de)(de)發酵(jiao)液(ye)(ye)和1 5ｍＬ的(de)(de)(de)10%的(de)(de)(de)ＣａＣｌ2水(shui)溶(rong)液(ye)(ye)作為助凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji),同時以(yi)未接絮凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)菌的(de)(de)(de)培養(yang)基10ｍＬ和1 5ｍＬ的(de)(de)(de)10%的(de)(de)(de)ＣａＣｌ2水(shui)溶(rong)液(ye)(ye)作為空白對照.采(cai)用六聯的(de)(de)(de)混凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)攪拌(ban)儀攪拌(ban)完(wan)成之(zhi)(zhi)后,靜止20ｍｉｎ,然(ran)后使用濁(zhuo)度儀測定上清(qing)(qing)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)濁(zhuo)度,發酵(jiao)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)絮凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)效(xiao)果(guo)用絮凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)率進(jin)行(xing)表(biao)征,計算公(gong)式(shi)為μ/%=(Ａ-Ｂ)/Ａ×100,其中Ａ表(biao)示(shi)參照上清(qing)(qing)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)濁(zhuo)度,Ｂ表(biao)示(shi)加(jia)(jia)入發酵(jiao)液(ye)(ye)絮凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)之(zhi)(zhi)后上清(qing)(qing)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)濁(zhuo)度.

1.2.2　菌種鑒定

菌(jun)株(zhu)鑒定的生理生化(hua)試(shi)驗參見文獻(xian)進(jin)行.

1 2 3　絮(xu)凝活性(xing)分布實驗

取10ｍＬ發酵液,3000ｒ/ｍｉｎ離心15ｍｉｎ,留上(shang)清液備用.沉淀物(wu)(wu)以蒸餾水洗滌2次后,加入(ru)10ｍｌ蒸餾水制成懸濁(zhuo)液.分別(bie)測定發酵原(yuan)液、上(shang)清液以及沉淀物(wu)(wu)懸濁(zhuo)液的絮凝(ning)活性.

1.2.4　滅菌失活后絮凝(ning)活性測定實驗

將發酵液(ye)在121℃滅菌20ｍｉｎ,測定(ding)其絮凝活(huo)性(xing).

1.2.5　復(fu)合(he)型微生物絮(xu)凝劑有效成分(fen)分(fen)析(xi)

還原糖(tang)含量(liang)(liang)測定采用(yong)3,5-二硝(xiao)基水楊酸(ＤＮＳ)比(bi)色法[8],蛋白質(zhi)含量(liang)(liang)測定采用(yong)Ｆｏｌｉｎ-酚測定法.

2　結果與討論

2.1　絮凝菌株篩選與鑒定

2.1.1　篩選結果

從處理含油廢水的(de)(de)活(huo)性污泥中共分(fen)離出132株(zhu)(zhu)菌(jun)(jun),初篩得到25株(zhu)(zhu)具有絮(xu)凝(ning)作(zuo)用(yong)的(de)(de)菌(jun)(jun)株(zhu)(zhu)；復(fu)篩采用(yong)這25株(zhu)(zhu)菌(jun)(jun)的(de)(de)發(fa)酵液(ye)做(zuo)混凝(ning)杯(bei)罐(guan)試驗,發(fa)現(xian)其中12株(zhu)(zhu)為具有明(ming)顯絮(xu)凝(ning)效(xiao)果的(de)(de)菌(jun)(jun)株(zhu)(zhu),絮(xu)凝(ning)率均在65%以上,Ｆ2、Ｆ3、Ｆ5和Ｆ6菌(jun)(jun)株(zhu)(zhu)的(de)(de)絮(xu)凝(ning)率>80%.

2.1.2　菌種鑒定結果

對所得12株(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)絮凝菌(jun)進行(xing)生理(li)生化特性鑒定.根據菌(jun)株(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)的菌(jun)落形態和生理(li)生化特性可知,12株(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)菌(jun)中,芽孢(bao)桿(gan)菌(jun)屬(Ｂａｃｉｌｌｕｓ)8株(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu),微(wei)球菌(jun)屬(Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ)2株(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu),葡萄(tao)球菌(jun)屬(Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ)1株(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu),微(wei)桿(gan)菌(jun)屬(Ｍｉｃｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ)1株(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu),其中4株(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)高效絮凝菌(jun)Ｆ2、Ｆ3、Ｆ5和Ｆ6均屬芽孢(bao)桿(gan)菌(jun)屬.

2.2　絮凝菌混合培養(yang)

將(jiang)4株(zhu)高效絮(xu)凝(ning)菌(jun)株(zhu)Ｆ2、Ｆ3、Ｆ5和(he)(he)Ｆ6按照(1∶1)接種進行(xing)混合(he)培(pei)養,發現Ｆ2和(he)(he)Ｆ6菌(jun)株(zhu)組合(he)所得發酵(jiao)液絮(xu)凝(ning)效果優(you)于其他各組(表(biao)1),同時(shi)也優(you)于各個單菌(jun),這(zhe)一現象與文獻(xian)報(bao)道相符.ＫｕｒａｎｅＲ和(he)(he)Ｍａｔｓｕｙａｍａ研(yan)究結果表(biao)明,混合(he)培(pei)養的(de)(de)(de)條件下,不同微生物之間(jian)的(de)(de)(de)相互作用促(cu)進微生物絮(xu)凝(ning)劑的(de)(de)(de)產(chan)生.因此(ci),該研(yan)究思路(lu)正(zheng)確可行(xing).后續(xu)試驗中(zhong)均采用Ｆ2和(he)(he)Ｆ6作為復(fu)合(he)型(xing)生物絮(xu)凝(ning)劑產(chan)生菌(jun),用于生產(chan)復(fu)合(he)型(xing)生物絮(xu)凝(ning)劑ＨＩＴＭ02.

現有(you)(you)研(yan)(yan)究認(ren)為,單(dan)株微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)存(cun)在目標產物(wu)(wu)轉化(hua)效率(lv)低,培(pei)養條件要求(qiu)嚴格和(he)(he)對(dui)環境因(yin)素適應性差等缺陷,混菌(jun)發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)正逐漸引(yin)起人們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)視(shi),有(you)(you)望解(jie)決單(dan)菌(jun)發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)存(cun)在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題.復(fu)合(he)型(xing)生(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)凝(ning)劑(ji)采用(yong)(yong)秸稈等富含纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)農業廢棄物(wu)(wu)作為主要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳源(yuan).國內外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究成果表(biao)明,雖(sui)然纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素降(jiang)(jiang)解(jie)菌(jun)及其酶(mei)(mei)類在發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)工業中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)已研(yan)(yan)究多(duo)年,仍然沒有(you)(you)實(shi)(shi)現單(dan)一菌(jun)種用(yong)(yong)于大規模降(jiang)(jiang)解(jie)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素.這是因(yin)為:(1)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)成受到降(jiang)(jiang)解(jie)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)阻遏(e),如葡(pu)萄糖(tang)(tang),纖(xian)維(wei)(wei)(wei)二糖(tang)(tang)、蔗糖(tang)(tang)和(he)(he)淀粉等皆(jie)能抑制(zhi)此(ci)酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)成；(2)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)催化(hua)能力受其酶(mei)(mei)促(cu)反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)饋抑制(zhi)；(3)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素酶(mei)(mei)在酶(mei)(mei)促(cu)反(fan)(fan)應液中不(bu)穩定(ding),易失(shi)活(huo).復(fu)合(he)型(xing)生(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)凝(ning)劑(ji)采用(yong)(yong)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素降(jiang)(jiang)解(jie)菌(jun)群(qun)和(he)(he)絮(xu)凝(ning)菌(jun)群(qun)兩(liang)段式發(fa)(fa)(fa)酵(jiao),發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)體(ti)系中纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)解(jie)產物(wu)(wu)很快被絮(xu)凝(ning)菌(jun)利用(yong)(yong),消除了(le)(le)(le)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)成中可能受到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)解(jie)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)阻遏(e)作用(yong)(yong),使(shi)酶(mei)(mei)可以不(bu)斷生(sheng)成,同時也解(jie)除了(le)(le)(le)酶(mei)(mei)促(cu)反(fan)(fan)應終產物(wu)(wu)對(dui)酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)饋抑制(zhi),使(shi)酶(mei)(mei)最(zui)大限度地對(dui)底物(wu)(wu)進(jin)行降(jiang)(jiang)解(jie),實(shi)(shi)現高糖(tang)(tang)化(hua)率(lv),產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)糖(tang)(tang)為“共存(cun)菌(jun)”,即絮(xu)凝(ning)菌(jun),提供了(le)(le)(le)生(sheng)長發(fa)(fa)(fa)育所必需的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳源(yuan),實(shi)(shi)現了(le)(le)(le)二者的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)互生(sheng)和(he)(he)共生(sheng),實(shi)(shi)現了(le)(le)(le)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素降(jiang)(jiang)解(jie)和(he)(he)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)產絮(xu)兩(liang)個過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機組合(he).

2.3　絮凝(ning)活性實驗

2.3.1　絮凝活性分布

發(fa)酵液、離心后上(shang)清(qing)(qing)液以(yi)及沉淀(dian)物(wu)懸濁液的絮(xu)凝(ning)活性測(ce)定結(jie)果表明(圖1),上(shang)清(qing)(qing)液的絮(xu)凝(ning)活性遠高于沉淀(dian)物(wu),說明絮(xu)凝(ning)有效成分主要存在(zai)于發(fa)酵液中(zhong),是微生物(wu)細胞的代(dai)謝(xie)產(chan)物(wu).同時菌體(ti)細胞和纖維素等底物(wu)的代(dai)謝(xie)殘余物(wu)質有一定的促進絮(xu)凝(ning)的作(zuo)用.

2.3.2　滅菌失活后絮凝活性測定(ding)實驗

將發酵液(ye)在121℃滅菌20ｍｉｎ,測定(ding)其絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)率為(wei)94.3%,與未(wei)經(jing)過滅菌處理(li)的(de)(de)(de)(de)發酵液(ye)相(xiang)比,絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)率僅下(xia)降了(le)2.3%,說明(ming)(ming)(ming)復合型(xing)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)熱(re)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing).這(zhe)一(yi)結果也(ye)進一(yi)步說明(ming)(ming)(ming)該(gai)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)中絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)作用(yong)不是由菌體細胞產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de).相(xiang)關文獻表明(ming)(ming)(ming),高溫會嚴重影響某些(xie)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)效率.因為(wei)高溫可(ke)使生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)高分子變性(xing)(xing)(xing)(xing),空間(jian)結構改變,某些(xie)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)基(ji)團不再與懸(xuan)浮顆粒結合,因而(er)表現出(chu)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)下(xia)降.例如(ru)Ｒ.ｅｒｙｔｈｒｏｐｏｌｉｓ產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)在100℃的(de)(de)(de)(de)水中加熱(re)15ｍｉｎ后,其絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)下(xia)降50%.而(er)復合型(xing)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)在加熱(re)到121℃后,絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)效果依然保持.這(zhe)一(yi)性(xing)(xing)(xing)(xing)質將有(you)(you)利于(yu)有(you)(you)效成份(fen)的(de)(de)(de)(de)提取(qu)、純化,為(wei)復合型(xing)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)產(chan)業化生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)安全性(xing)(xing)(xing)(xing)提供(gong)了(le)保障.

2.4　復合型微生物絮凝(ning)(ning)劑有(you)效成分分析及絮凝(ning)(ning)機(ji)理探討

發酵液(ye)有效成(cheng)分(fen)測定(ding)結果如下:還(huan)原(yuan)糖未檢(jian)出,總糖含(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)1.76%,蛋白(bai)質(zhi)(zhi)的含(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)5.4%.發酵液(ye)中(zhong)蛋白(bai)質(zhi)(zhi)的含(han)量(liang)(liang)(liang)最(zui)高,并且(qie)在(zai)絮(xu)凝(ning)(ning)效果不(bu)好的批次實(shi)驗中(zhong),絮(xu)凝(ning)(ning)劑中(zhong)蛋白(bai)質(zhi)(zhi)的含(han)量(liang)(liang)(liang)明顯降低(1.95%),同時總糖含(han)量(liang)(liang)(liang)變化不(bu)大(da).因此,推斷在(zai)絮(xu)凝(ning)(ning)過程中(zhong)起(qi)主(zhu)要作用(yong)的可能(neng)是蛋白(bai)質(zhi)(zhi)和多肽(tai),多糖類(lei)物(wu)質(zhi)(zhi)對絮(xu)凝(ning)(ning)只起(qi)輔(fu)助作用(yong).根據(ju)上述實(shi)驗結果,分(fen)析復合型(xing)微生物(wu)絮(xu)凝(ning)(ning)劑的絮(xu)凝(ning)(ning)機(ji)理(li)主(zhu)要包括以下兩方面:

1)電中和(he)作(zuo)用(yong):蛋白質是兩(liang)性(xing)電解(jie)質,既可與酸(suan)又可與堿(jian)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong).絮(xu)凝劑與處理水樣中的(de)顆(ke)(ke)粒進(jin)行廣(guang)泛(fan)的(de)接(jie)觸,與顆(ke)(ke)粒表(biao)面帶的(de)相(xiang)反電荷發生中和(he)作(zuo)用(yong),顆(ke)(ke)粒之間能夠充分地相(xiang)互(hu)靠攏,使得(de)吸引(yin)力(li)(li)成(cheng)為主要作(zuo)用(yong)力(li)(li),排(pai)斥作(zuo)用(yong)減弱,從而(er)形(xing)成(cheng)密實的(de)絮(xu)體,促進(jin)顆(ke)(ke)粒的(de)絮(xu)凝沉降.

2)吸附架橋作用(yong):發酵(jiao)液中(zhong)(zhong)(zhong)的蛋白(bai)質(zhi)、多肽和多糖等(deng)物質(zhi)均為(wei)半剛性(xing)長(chang)鏈大分(fen)子,投加到(dao)水中(zhong)(zhong)(zhong)充(chong)分(fen)伸展,具(ju)有較(jiao)大空間體積(ji),對(dui)(dui)水中(zhong)(zhong)(zhong)懸浮粒(li)(li)子具(ju)有吸附架橋作用(yong).由掃描電(dian)鏡(jing)照(zhao)片(pian)(圖2)可以清晰地觀察到(dao),絮凝菌在發酵(jiao)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)分(fen)泌大量的黏液性(xing)物質(zhi),對(dui)(dui)水中(zhong)(zhong)(zhong)懸浮顆粒(li)(li)具(ju)有一定的吸附作用(yong).

同(tong)時,秸(jie)稈等富(fu)含(han)纖(xian)維素(su)的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)底物(wu)(wu)在發酵過(guo)(guo)程(cheng)中降(jiang)解不完全,其(qi)代謝(xie)殘留(liu)物(wu)(wu)可(ke)吸附有(you)機大分(fen)子,即本身也(ye)具(ju)有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)作(zuo)用,作(zuo)為復(fu)(fu)合(he)(he)型(xing)生(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)劑的(de)(de)(de)一(yi)部分(fen),起到良好(hao)的(de)(de)(de)“增絮(xu)(xu)(xu)”作(zuo)用.絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)體的(de)(de)(de)形成是(shi)一(yi)個(ge)復(fu)(fu)雜的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng),復(fu)(fu)合(he)(he)型(xing)微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)劑的(de)(de)(de)廣(guang)譜活性(xing)和耐(nai)高(gao)溫性(xing)說明它(ta)是(shi)由(you)多種機理(li)共(gong)同(tong)起作(zuo)用.為了(le)更進(jin)(jin)一(yi)步(bu)解釋絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)機理(li),還需作(zuo)更深(shen)入的(de)(de)(de)研究.通(tong)過(guo)(guo)以(yi)上研究可(ke)以(yi)看出,復(fu)(fu)合(he)(he)型(xing)微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)劑的(de)(de)(de)特點是(shi):其(qi)一(yi),菌劑是(shi)復(fu)(fu)合(he)(he)型(xing)的(de)(de)(de),其(qi)發酵是(shi)利(li)用纖(xian)維素(su)降(jiang)解菌群和絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)菌群進(jin)(jin)行連續發酵,而(er)非單一(yi)菌種發酵；其(qi)二,有(you)效成分(fen)具(ju)有(you)復(fu)(fu)合(he)(he)性(xing),主(zhu)要(yao)為蛋白質(zhi)、多肽、多糖類物(wu)(wu)質(zhi)以(yi)及底物(wu)(wu)的(de)(de)(de)代謝(xie)殘留(liu)物(wu)(wu).復(fu)(fu)合(he)(he)型(xing)微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)劑的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)通(tong)過(guo)(guo)混菌發酵,利(li)用了(le)秸(jie)稈等農業廢棄(qi)物(wu)(wu)作(zuo)為發酵底物(wu)(wu),大大降(jiang)低了(le)生(sheng)產(chan)成本,為其(qi)工業化生(sheng)產(chan)奠定了(le)基礎.

3　結　論

1)從(cong)活性污(wu)泥中篩選得到4株絮凝(ning)率>80%的(de)高效(xiao)絮凝(ning)菌Ｆ2、Ｆ3、Ｆ5和Ｆ6,經鑒定均屬芽(ya)孢桿(gan)菌屬.

2)4株高效絮(xu)凝菌中,Ｆ2和Ｆ6菌株按照1:1比(bi)例混合(he)培養(yang)所得發酵液(ye)絮(xu)凝率可達93 1%,優于各個單菌,同時優于其他雙菌組合(he).

3)復(fu)合型生(sheng)物絮凝(ning)劑ＨＩＴＭ02有效成(cheng)分存在于發酵(jiao)液(ye)中,具(ju)有良好的(de)(de)熱(re)穩定性.主要的(de)(de)有效成(cheng)分包括蛋白質、多糖和多肽類物質,與發酵(jiao)過程中纖(xian)維素等的(de)(de)代謝殘留物共同作用,具(ju)有優(you)良的(de)(de)絮凝(ning)能力.

4)復合型生物絮凝劑ＨＩＴＭ02的絮凝機理包括蛋白質等兩性電解質的電中和作用；蛋白質、多肽、多糖等高分子物質和纖維素等的代謝殘留物共同具有的吸附架橋作用.
 
 
 

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