菲律宾蛤仔黏附污泥生物絮凝剂絮凝机制研究

发布时间：2019-05-07 23:50

【摘要】：微生物絮凝剂是通过细菌、真菌等微生物发酵、抽提、纯化而得到无毒无害、易降解的天然高分子化合物。微生物絮凝剂的化学组成分析显示其主要成分是多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及其复合物。微生物絮凝剂具有良好的絮凝脱色功能,在食品工业、环保领域有着广泛的应用。菲律宾蛤仔是我国的四大养殖贝类之一,广泛分布在我国南北海区。养殖时发现菲律宾蛤仔生长区附近的水质特别清澈,猜想是菲律宾蛤仔吐出的黏附污泥使周围的悬浮颗粒沉降下来。这一生态现象可能与黏附污泥中的微生物絮凝剂有关,为此本文做了以下几方面工作:(1)活性物质的提取本研究直接从养殖场原产地的菲律宾蛤仔黏附污泥中提取了多糖。采用单因素实验考察提取温度、提取时间、提取次数、水料比对菲律宾蛤仔黏附污泥多糖产率的影响。在单因素研究的基础上,通过Design Expert 8.0.6.1(trial)设计实验得到菲律宾蛤仔黏附污泥多糖的最佳提取工艺为提取温度91.59℃、提取时间4.07h、水料比20.07mL/g。在此工艺条件下,每5Kg菲律宾蛤仔实际提取的黏附污泥多糖为116.57±1.19mg,与RSM模型预测结果122.45mg基本一致。(2)活性物质的分离纯化进一步对水提醇沉的多糖RPMP(Ruditapes philippinarum conglutination mud polysaccharide)进行seveg法脱蛋白,用紫外光谱扫描(UV)检验蛋白是否除净;然后通过阴离子纤维素交换柱DEAE-52和Sephadex G100分子筛进一步纯化得到两组分RPMP-1和RPMP-2;接着对RPMP、RPMP-1、RPMP-2进行各种理化性质分析。结果表明:RPMP由97.76%(w/w)总糖和1.24%(w/w)蛋白质组成;FT-IR显示RPMP-1、RPMP-2都含有羟基、羧基、羰基;HPLC显示RPMP-1和RPMP-2均是由甘露糖、氨基葡萄糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、氨基半乳糖、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、岩藻糖组成。GPC测得RPMP-1和RPMP-2的相对分子质量分别是5.7KDa和18KDa。(3)活性物质的絮凝活性测试原产地菲律宾蛤仔黏附污泥以及提取纯化的RPMP、RPMP-1、RPMP-2对高岭土的絮凝活性分别进行了探究。原产地新鲜黏附污泥在8g/L时对海水和淡水高岭土悬浊液的最高絮凝率分别高达91.79%±2.18%和86.69%±2.13%;RPMP、RPMP-1、RPMP-2相对于原泥的絮凝活性均有所减弱;但RPMP-1、RPMP-2按适当的剂量组合能显著提高絮凝活性,当同时投加180μg/L RPMP-1和80μg/L RPMP-2时,絮凝活性提高到65.58±1.64%。(4)菲律宾蛤仔污泥生态关系的探究用抗生素和泥沙调控细菌、真菌、无菌蛤仔、栖息地泥沙四个因素,以暂养后蛤仔所吐黏附污泥的絮凝、脱色性能为指标,分析以上各因素在菲律宾蛤仔产生黏附污泥絮凝剂及具备沉淀性能方面所起的作用;对各组的吐泥分别进行高通量测序检测其中微生物的种类和丰度。结果显示,泥沙组的微生物种类和丰度高于未加泥沙组,原始对照组的微生物种类和丰度多于抗生素组。通过对原生态黏附污泥中活性物质的提取、分离和纯化发现多糖是产生絮凝活性的主要物质;通过暂养系统各个生态因素进行独立分析可知细菌是产生活性胞外物质(MBF)的主要微生物,真菌和蛤仔本身对絮凝作用的影响甚少;同时泥沙对絮凝效果有积极的促进作用。这些有机和无机组分是黏附污泥絮凝剂发挥优良絮凝性能必不可少的因素。
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【学位授予单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703

【参考文献】