利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)聚谷氨酸及其在水處理中的應(yīng)用.pdf

1、聚谷氨酸（PGA）是一種由微生物產(chǎn)生的胞外聚合物，其由D-谷氨酸、L-谷氨酸或者二者混合構(gòu)成。PGA具有生物可降解、無毒、非免疫原性等特點，因此生物合成PGA被認為是一種很有前途的新型高分子材料，已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、環(huán)境等行業(yè)。本研究從大量樣本中篩選PGA高產(chǎn)菌株，對其進行形態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)和生理生化鑒定，并選擇最優(yōu)菌株作為研究對象，對其發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵條件進行了優(yōu)化，最后探討了產(chǎn)物PGA作為生物絮凝劑在處理含重金屬廢水中的應(yīng)

2、用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴從80個樣品中分離得到200余株P(guān)GA產(chǎn)生菌株，其中兩株產(chǎn)PGA性能最好的菌T-2和J-1，經(jīng)過對T-2和J-1的形態(tài)學(xué)觀察、生理生化鑒定以及16S rRNA測序分析，確定這兩株均為芽孢桿菌屬（Bacillus），并將菌株T-2和J-1分別命名為DLF-15161和DLF-15162。通過搖瓶發(fā)酵比較Bacillus sp. DLF-15161和Bacillus sp. DLF-15162兩株菌發(fā)現(xiàn)

3、，兩株菌的代謝產(chǎn)物PGA分子量分布于10-60kDa，在沒有優(yōu)化條件下，兩株菌發(fā)酵產(chǎn)PGA的終濃度相近，但DLF-15161發(fā)酵周期更短，生產(chǎn)效率高。⑵利用單因素實驗和響應(yīng)面設(shè)計分析對B. sp. DLF-15161發(fā)酵培養(yǎng)基和條件優(yōu)化，確定最終優(yōu)化培養(yǎng)基組成為：谷氨酸鈉90g/L，NH4Cl7g/L，K2HPO40.5g/L，MgSO40.5g/L，CaCl20.15g/L，MnSO40.1g/L，檸檬酸三銨54g/L，胰蛋白胨44g

4、/L；發(fā)酵條件為：37℃、轉(zhuǎn)速190 rpm、pH6.8、裝液量37mL、接種量3%。在該最優(yōu)條件下發(fā)酵48h，得到PGA平均產(chǎn)量值118.3g/L，與優(yōu)化前相比PGA產(chǎn)量提高了75.3g/L。⑶對產(chǎn)物PGA在水處理中的應(yīng)用做了初步研究。B. sp. DLF-15161的發(fā)酵產(chǎn)物具有一定的絮凝活性，以高嶺土為介質(zhì)最高絮凝可達81%，可以作為生物絮凝劑。對金屬離子也具有一定的吸附能力，當Cu2+初始濃度為100μg/mL時吸附5h時達到最