纳豆芽孢杆菌产微生物絮凝剂的发酵条件优化及产物分析

• 作 者: 陈婧
• 机 构: 中山大学
• 出 处: 中山大学
• 发表日期: 2005年期
• 关键词: Bacillus natto 微生物絮凝剂 絮凝率 响应面法 薄层层析

微生物絮凝剂是由微生物自身产生的，具有高效絮凝作用的天然高分子物质，它用于污水处理、食品、医药等方面。最早的絮凝剂产生菌是1935年Butterfield从活性污泥中分离出来的。
　　本文通过对纳豆芽孢杆菌(Bacillusnatto)Bn-1的生理生化特征和培养条件的研究，选出了微生物絮凝剂产生的最适的发酵培养基和培养条件。先通过对单因子的优化得到了一个产生微生物絮凝剂较好的培养基和培养条件，当碳源为麦芽糖，氮源为硫酸铵，培养基pH为5.5，培养温度为37℃，摇床转速为160r/min时不仅提高了微生物絮凝剂的产量和絮凝率，同时也使较高的絮凝活性在一个较长的时间处于稳定状态。通过生物统计学方法对此菌株发酵产生微生物絮凝剂的培养基进行了研究，先采用了Plackett-Burman的统计方法，对发酵培养基中10种成份进行分析，结果3种成份即麦芽糖，(NH4)2SO4和KH2PO4对微生物絮凝剂的絮凝率影响显著(可信度水平在90％以上)。然后运用响应面法(RespondSurfaceMethodology)，采用中心组合设计对这3种主要影响因子与响应值絮凝率和菌体生长量进行分析，通过建立一个模拟的二次回归方程，确定主要影响因子的最佳浓度。优化结果是：当麦芽糖、(NH4)2SO4、KH2PO4浓度为7.36％、3.06％和0.142％时，絮凝率有最大值95.63％，这与预测值97.17％较为接近。
　　Bn-1在原始培养条件下产生微生物絮凝剂的絮凝率为40.05％，絮凝剂的产量为6.3g/L.通过对菌株Bn-1发酵产生微生物絮凝剂的发酵条件的优化，其絮凝率提高到了95.63％，絮凝剂的产量也提高到23.8g/L。
　　将产物从发酵液中纯化出来并对其进行分析，同时将它水解后通过薄层层析发现它的组成成分较纯，为多聚谷氨酸(γ-PGA)，且没有其它的成分和副产物。