Bcillus pumilus C2合成γ-PGA及其絮凝性质表征

发布时间：2017-06-25 05:15

  本文关键词：Bcillus pumilus C2合成γ-PGA及其絮凝性质表征，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：γ-聚谷氨酸(γ-poly glutamic acid,γ-PGA)是微生物产生胞外氨基酸聚合物。在其分子链上具有大量的活性较高的游离侧链羧基,带有大量负电荷。可作为微生物絮凝剂用于污废水的絮凝净化处理。微生物絮凝剂在高盐、高温或低温、极端pH等极端环境条件下应用时,会因为其絮凝剂大分子空间构象的变化而显著降低絮凝活性。γ-PGA适合应用于高浓度阳离子污废水絮凝处理,分子结构稳定,对极端条件有较强的耐受性。本文从大连旅顺盐场盐池底泥中,筛选具有絮凝活性的菌株,获得了在极端条件下具有高絮凝活性的菌株C2。对该菌株进行16S rDNA分析、Blast比对以及形态、生理生化鉴定,将其命名为Bacillus pumilus C2。对该菌株絮凝活性物质进行薄层层析分析,排除其为多糖类絮凝剂；通过红外光谱及核磁共振分析该物质分子结构,确定其为γ-PGA.利用短小芽孢杆菌发酵合成γ-PGA为本文首次报道。对影响菌株合成γ-PGA进行单因素优化实验,结果表明,B.pumilus C2合成γ/PGA优化的发酵条件为蔗糖25 g/L,谷氨酸钠25 g/L,柠檬酸三钠10 g/L,(NH4)2SO4 10 g/L,NaCl 5 g/L,初始pH 7；优化条件下γ-PGA最大合成量为28.8 g/L。对B.pumilusC2进行γ-PGA合成发酵的2.5 L发酵罐流补料酵实验,γ-PGA最大合成量为69 g/L。建立补料发酵细胞生长动力学模型和产物生成动力学模型。建立的生长动力学模型为dX/dt=0.45×(1-X/22.1)X,与Logistic模型拟合度较高,R20.99；建立的产物生成动力学模型为dP/dt=1.5×dX/dt+0.07X,与Leudeking-Piret模型拟合度较高,R20.97。对B.pumilus C2 γ-PGA进行絮凝性质表征,研究表明,为获得最大絮凝率,γ-PGA最优添加量为4%,絮凝体系最佳pH为9.5；γ-PGA絮凝活性对高温呈现出较强的耐受性,体系NaCl浓度对絮凝活性影响不显著。实验探究了B.pumilus C2 γ-PGA对海水基质废液的净化处理,处理后的浊度降低了78.1%,色度降低了25%,悬浮物降低了94.5%。
【关键词】：γ-聚谷氨酸 短小芽孢杆菌 絮凝
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;X172
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 引言12-13
• 第1章 绪论13-27
• 1.1 γ-PGA的结构和性质13-17
• 1.1.1 γ-PGA的结构13
• 1.1.2 γ-PGA的性质13-14
• 1.1.3 γ-PGA的应用14-17
• 1.2 γ-PGA絮凝机理17-18
• 1.3 γ-PGA的制备18-19
• 1.3.1 化学合成法18
• 1.3.2 提取法18
• 1.3.3 酶转化法18-19
• 1.4 γ-PGA微生物合成19-23
• 1.4.1 γ-PGA合成菌株19-20
• 1.4.2 γ-PGA合成途径及机理20-21
• 1.4.3 γ-PGA合成条件影响21-23
• 1.5 γ-PGA发酵生产工艺23-24
• 1.5.1 发酵工艺23
• 1.5.2 提取纯化23-24
• 1.6 γ-PGA作为絮凝剂的应用24-25
• 1.7 本课题的研究意义及内容25-27
• 第2章 实验材料与方法27-38
• 2.1 实验材料27-29
• 2.1.1 菌株27
• 2.1.2 培养基27
• 2.1.3 主要试剂27-29
• 2.2 主要仪器29-30
• 2.3 分析测定方法30-38
• 2.3.1 菌株分离筛选方法30
• 2.3.2 革兰氏染色30
• 2.3.3 16S rDNA鉴定30-32
• 2.3.4 γ-PGA发酵方法32
• 2.3.5 菌体生长量测定32
• 2.3.6 多糖含量测定方法32
• 2.3.7 絮凝率测定32-33
• 2.3.8 絮凝剂成分分析鉴定33-34
• 2.3.9 谷氨酸钠含量测定34
• 2.3.10 γ-PGA含量测定方法34-36
• 2.3.11 色度测定方法36
• 2.3.12 浊度测定方法36-37
• 2.3.13 悬浮物测定方法37-38
• 第3章 γ-PGA合成菌株的筛选鉴定38-46
• 3.1 材料方法38-39
• 3.1.1 实验材料38
• 3.1.2 实验方法38-39
• 3.2 实验结果及分析39-45
• 3.2.1 絮凝剂合成菌株的筛选鉴定39-44
• 3.2.2 γ-PGA合成菌株的分类学鉴定44-45
• 3.3 小结45-46
• 第4章 絮凝活性组分分析鉴定及絮凝性质研究46-54
• 4.1 材料方法46-47
• 4.1.1 实验材料46
• 4.1.2 实验方法46-47
• 4.2 实验结果及分析47-53
• 4.2.1 絮凝活性物质鉴定47-50
• 4.2.2 γ-PGA絮凝性质研究50-53
• 4.3 小结53-54
• 第5章 B.pumilus C2 γ-PGA合成培养条件优化54-61
• 5.1 材料方法54-55
• 5.1.1 实验材料54
• 5.1.2 实验方法54-55
• 5.2 实验结果及分析55-59
• 5.2.1 碳源种类及浓度55-56
• 5.2.2 氮源种类及浓度56-58
• 5.2.3 NaCl浓度58
• 5.2.4 初始pH58-59
• 5.3 小结59-61
• 第6章 B.pumilus C2 γ-PGA发酵罐发酵及动力学模型构建61-66
• 6.1 材料方法61
• 6.1.1 实验材料61
• 6.1.2 实验方法61
• 6.2 实验结果及分析61-65
• 6.2.1 B.pumilus C2发酵罐发酵61-62
• 6.2.2 γ-PGA发酵动力学模型62-65
• 6.3 小结65-66
• 第7章 γ-PGA应用研究66-69
• 7.1 材料方法66
• 7.1.1 实验材料66
• 7.1.2 实验方法66
• 7.2 实验结果及分析66-68
• 7.2.1 色度净化处理66-67
• 7.2.2 浊度净化处理67
• 7.2.3 悬浮物（SS)净化处理67-68
• 7.3 小结68-69
• 结论69-71
• 参考文献71-76
• 攻读学位期间公开发表论文76-77
• 致谢77-78
• 作者简介78

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