固定化KDSPL-02全细胞降解青霉素菌渣中抗生素残留工艺的开发

发布时间：2025-01-06 04:59

　　抗生素发酵菌渣是抗生素生产过程中产生的固体危险废物。因产量大、处理困难,含有残留抗生素等问题已成为制约抗生素产业发展的瓶颈。本课题针对青霉素G发酵生产菌渣中残留抗生素的无害化处理展开研究。利用生物降解的方法,探索出一条能耗低、绿色环保、实际操作简便的菌渣无害化处理工艺,形成实用技术。为抗生素发酵工业固体废物综合利用技术的研发奠定基础。本文中用于高效降解菌渣中残留青霉素的生物催化剂为副球菌KDSPL-02全细胞。为了获得大体量活性细胞,对副球菌KDSPL-02的发酵条件进行了筛选及优化,通过单因素试验和正交试验,确定了摇瓶以及20 L发酵罐规模的最优发酵条件。即实验室发酵时,培养基中碳源液糖的添加浓度为5.0 g/L,每12 h补加一次,补加量为5.0 g/L;氮源为酵母浸膏,其添加浓度为3.0 g/L,诱导剂为青霉素,最适p H为7.0,并在发酵过程中始终保持发酵液的p H 7.0左右。当发酵装液量的体积与容器体积比为1:2时,放置在30～35℃,转速为150 rpm的恒温振荡器中发酵效果最好。20L放大发酵实验时,搅拌转速为120 r/min,装液量为15 L,液糖投入量为7.5 m ...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 青霉素类抗生素的发展
    1.2 青霉素概述
        1.2.1 青霉素结构
        1.2.2 青霉素废菌丝的产生
    1.3 青霉素的菌渣
        1.3.1 青霉素菌渣的组成
        1.3.2 菌渣的污染情况
    1.4 目前国内外对菌渣的处理
        1.4.1 目前处理菌渣的方法
        1.4.2 微生物降解抗生素
    1.5 课题来源和研究意义
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 研究意义
    1.6 研究方法和内容
第2章 青霉素G降解菌的活化
    2.1 引言
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 选取菌株
        2.2.2 药品的选取
        2.2.3 仪器与设备
        2.2.4 溶液的准备
    2.3 菌株的筛选
        2.3.1 青霉素G的检测
        2.3.2 DNS法测还原糖
        2.3.3 菌株的驯化
        2.3.4 菌株的富集与检测
    2.4 实验结果
        2.4.1 青霉素G的标准曲线及线性方程
        2.4.2 发酵液还原糖标准曲线的建立
        2.4.3 菌株的驯化结果
        2.4.4 菌株的鉴定结果
    2.5 小结
第3章 青霉素 G 降解菌的发酵条件的优化
    3.1 引言
    3.2 实验材料
        3.2.1 实验菌株
        3.2.2 药品的选取
        3.2.3 仪器与设备
        3.2.4 溶液的配制
    3.3 实验内容
        3.3.1 全细胞在基础培养基中的生长曲线
        3.3.2 不同碳源对全细胞发酵的影响
        3.3.3 不同氮源对全细胞发酵的影响
        3.3.4 装液量对全细胞发酵的影响
        3.3.5 发酵转速对全细胞发酵的影响
        3.3.6 发酵液pH对全细胞发酵的影响
        3.3.7 发酵时温度对全细胞生长的影响
    3.4 研究结果
        3.4.1 全细胞在基础培养基中的生长曲线
        3.4.2 不同碳源对全细胞发酵的影响结果
        3.4.3 不同氮源对全细胞发酵的影响结果
        3.4.4 装液量对全细胞发酵的影响结果
        3.4.5 发酵转速对全细胞发酵的影响结果
        3.4.6 发酵液pH对全细胞发酵的影响结果
        3.4.7 发酵时温度对全细胞生长的影响结果
        3.4.8 全细胞发酵时的镜检结果
    3.5 放大发酵实验
        3.5.1 发酵罐装液量对全细胞发酵的影响
        3.5.2 发酵罐机械搅拌速率对全细胞发酵的影响
        3.5.3 发酵罐实验添加碳源量对全细胞发酵的影响
    3.6 实验结果
        3.6.1 发酵罐装液量对全细胞发酵的影响结果
        3.6.2 发酵罐机械搅拌速率对全细胞发酵的影响结果
        3.6.3 发酵罐实验添加碳源量对全细胞发酵的影响结果
    3.7 讨论
    3.8 本章小结
第4章 青霉素G降解菌降解条件的优化
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
        4.2.1 选取菌种选取
        4.2.2 药品的选取
        4.2.3 仪器与设备
        4.2.4 溶液的准备
    4.3 KDSPL-02全细胞生物降解研究
        4.3.1 全细胞KDSPL-02的制备
        4.3.2 青霉素G的起始浓度对全细胞KDSPL-02降解的影响
        4.3.3 环境温度对全细胞KDSPL-02降解青霉素G的影响
        4.3.4 环境pH对全细胞KDSPL-02降解青霉素G的影响
        4.3.5 光照对全细胞KDSPL-02降解的影响
    4.4 研究结果
        4.4.1 青霉素G的起始浓度对全细胞KDSPL-02降解的影响结果
        4.4.2 环境温度对全细胞KDSPL-02降解青霉素G的影响结果
        4.4.3 环境pH对全细胞KDSPL-02降解青霉素G的影响结果
        4.4.4 光照对全细胞KDSPL-02降解的影响结果
    4.5 讨论
    4.6 本章小结
第5章 全细胞KDSPL-02的固定化方法研究
    5.1 引言
    5.2 实验材料与方法
        5.2.1 选取菌种
        5.2.2 药品的选取
        5.2.3 仪器与设备
        5.2.4 溶液的准备
    5.3 固定化全细胞KDSPL-02实验
        5.3.1 降解菌的制备
        5.3.2 固定化颗粒材质的选择
        5.3.3 不同材质固定化颗粒包埋效果的检测
        5.3.4 固定化颗粒物理性质的检验
        5.3.5 固定化颗粒正交试验
        5.3.6 固定化颗粒对比实验
    5.4 研究结果
        5.4.1 固定化颗粒包埋效果的检测结果
        5.4.2 固定化颗粒物理性质的实验结果
        5.4.3 固定化颗粒正交试验结果
        5.4.4 固定化颗粒菌体流失实验结果
        5.4.5 包埋全细胞的量对固定化颗粒的影响结果
        5.4.6 固定与游离菌株的对比实验结果
    5.5 讨论
    5.6 本章小结
第6章 青霉素G菌渣生物降解-分离耦合过程的构建
    6.1 引言
    6.2 实验材料与方法
        6.2.1 选取菌种
        6.2.2 药品的选取
        6.2.3 仪器与设备
    6.3 工业废菌渣的清洗
        6.3.1 陶瓷膜过滤机稳定性测试
        6.3.2 高效液相色谱仪检测青霉素G最低的浓度
    6.4 降解-分离耦合实验
        6.4.1 全细胞KDSPL-02的制备
        6.4.2 固定化颗粒的制备
        6.4.3 扩张床降解实验
        6.4.4 固定化颗粒中的菌体回收
    6.5 研究结果
        6.5.1 陶瓷膜过滤机稳定性测试结果
        6.5.2 高效液相色谱仪可检测青霉素G最低的浓度结果
        6.5.3 扩张床降解实验结果
        6.5.4 扩张床固定化全细胞的膨胀高度与降解率的关系研究结果
        6.5.5 扩张床中青霉素G起始含量对降解的影响结果
        6.5.6 固定化颗粒中的菌体回收结果
    6.6 讨论
    6.7 本章小结
结论
附录
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢



本文编号：4023828