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微生物絮凝剂是由微生物代谢产生的新型、高效、廉价的水处理药剂,与传统的高分子絮凝剂相比,具有无毒、易于降解、无污染以及易于实现工业化等优点。在给水处理、发酵行业以及生物制药领域可推广应用,具有良好的发展前景。
本研究所在实验室已经从处理低温污水的生物反应器中筛选得到一株低温产絮菌假单胞杆菌Pseudomonas sp.HD8,本研究首先对该菌所产絮凝剂进行初步提取和成分分析。采用乙醇沉淀法进行提取,得到絮凝剂的产量为0.5569g／L,对高岭土悬浮液的絮凝率可达93.6％,最佳投加量为0.005g／L。通过定性定量分析可知絮凝剂的主要成分为多糖和蛋白质,其中含糖51％、蛋白质4.12％,氨基糖0.31％,葡萄糖醛酸2.47％。
为提高絮凝剂的提取产量,对絮凝剂提取工艺中的影响因素进行考察,包括发酵液的离心转数、离心时间、沉淀剂种类、沉淀剂用量、上清液浓缩倍数与超声处理条件。并根据考察结果采用均匀设计法对菌株HD8产絮凝剂的提取工艺进行了优化。得到的最佳提取工艺为:菌株发酵培养22h后,超声波40HZ处理30min,4500r／min离心8min,加入2倍预冷无水乙醇,置于4℃静置提取24h,6000r／min离心15min,用95％的乙醇洗涤沉淀,6000r／min离心10min,收集沉淀,干燥,制得絮凝剂粗制品。工艺优化后提取得到絮凝剂的产量为0.6918g／L,产量提高了24.2％。
采用sevage法去除絮凝剂中的蛋白质,分析絮凝剂中的有效成分为多糖。将絮凝剂粗制品通过离子交换层析和凝胶过滤层析进行纯化,得到3个絮凝活性峰,以H8-3的絮凝活性最高,絮凝率达到95.9％。进一步对分离得到的絮凝活性成分进行结构鉴定。薄层层析分析表明絮凝活性成分是由半乳糖这一种单糖残基连接构成的多糖,红外光谱分析显示其中有多糖的特征吸收峰,凝胶层析法测定其分子量约为3.5×106。本研究建立了产絮菌絮凝剂的提取工艺,以及絮凝剂粗制品的纯化和结构鉴定结果,为研究其絮凝机理奠定理论基础。