论文部分内容阅读
在近些年的工农业生产中,长期不合理的施用化肥导致了土壤肥力下降和土壤结构破坏,高速发展的工业造成了严重的重金属污染。因此研究多功能高效力的益生菌有很重要的经济意义和社会意义。本研究主要做了以下方面的工作：首先对实验室现有胶质芽孢杆菌进行了活化,观察细胞形态,进行分子生物学水平菌种鉴定,建立系统发育树,命名为Bacillus mucilaginosus G14(胶质芽孢杆菌G14)；进行市场调查,收集到全国各地9种同类产品,连同胶质芽孢杆菌G14进行了摇瓶基底发酵实验、花盆土壤定殖实验、摇瓶解钾试验,分析了胶质芽孢杆菌G14开发成菌制剂的潜力。其次我们选择胶质芽孢杆菌G14为出发菌株,进行摇瓶发酵培养基和培养条件的优化。通过优化实验表明：当糖蜜添加量为1.0%,氮源添加量为0.5%,初始pH为7.0,发酵温度为30℃时,发酵能力最强,达到3.64×108cfu/m。在此基础上,进行了50 L中试发酵试验,对发酵接种量、对数期的溶氧、芽孢成熟和收率进行了优化,结果表明：接种体积为12%时即达到发酵要求,再高的接种量于发酵无益；进行了对数期通气量的优化,当保证对数期DO为50±5%时,对数期平稳,增菌稳定且增菌效果达到最佳,自溶率最低,OD值达到18.5；优化了芽孢成熟过程和成熟时间,pH对芽孢形成有显著影响,当在稳定期将pH调节到8.5时,芽孢收率能达到95%以上,且缩短芽孢形成时间至8.5小时；最后进行分批上罐发酵,摸索出了最优的发酵参数。得到发酵产物后,进行了保藏分析,探究了苯甲酸钠添加量和pH对保藏时间的影响,以及室温下菌粉制剂的保藏时间,结果表明：苯甲酸钠添加量为0.3‰,pH调节至2.5时,液体制剂的保藏时间能达到20天。菌粉制剂室温下保藏,第5个月后减少至50%。8个月后基本消亡。然后我们探究了胶质芽孢杆菌G14在重金属铬污水处理上的应用,优化了产吸附剂培养基和吸附动力学分析,得出结论：在氮源添加量为0.3%的培养条件下,胶质芽孢杆菌G14产微生物吸附剂的能力最强；微生物吸附剂添加量10%,铬初始浓度为20mg/L,pH5.0,吸附温度为20℃,吸附时间20 min,此时吸附率高达82.9%,最大吸附量为257mg/L。Langmuir吸附模型能够很好地解释吸附过程。我们的研究表明,胶质芽孢杆菌对重金属铬是一种有效的微生物吸附剂,其吸附效果主要受pH,吸附时间和铬离子初始浓度的影响。温度的变化基本上不影响吸附反应。FTIR结果表明,吸附前后菌体表面结构发生了变化,吸附过程主要由细菌表面的多糖,蛋白质等物质参与。Langmuir吸附模型能很好的解释吸附过程。作为一种环境友好型重金属污染处理剂,胶质芽孢杆菌具有很好的应用前景。最后我们研究了胶质菌粉在辣椒大棚上的应用,由实验可知,当添加量为1.0×1010 cfu/m2时,达到最好的争产效果,每1000 m2增产365kg左右,能够得到约1000元的纯利润,添加量过低和过高均得不到更好的经济效益。