CN101037247A

CN101037247A - 一种由微球菌制备生物多聚物絮凝剂的方法

Info

Publication number: CN101037247A
Application number: CN 200710013510
Authority: CN
Inventors: 栾兴社
Original assignee: SHANDONG QIDONGFANG INVESTMENT CO Ltd
Current assignee: SHANDONG QIDONGFANG INVESTMENT CO Ltd
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2007-09-19

Abstract

本发明提供一种由微球菌制备生物多聚物絮凝剂的方法，包括菌种选育、发酵培养及生物产品制备。发明选用微球菌为生物多聚物絮凝剂的产生菌种，经过具有特别组合比例的培养基进行发酵及生物分离制得用于水质净化的高效生物多聚物絮凝剂。本发明的生物多聚物絮凝剂具有无毒、无害、可生物降解的特点，其优点是生产成本低、应用范围广、使用效率高、应用无二次污染，发明的生物多聚物絮凝剂集聚集、絮凝与吸附功能于一体，应用于水质净化、水质澄清、生物产品分离等效果显著。

Description

一种由微球菌制备生物多聚物絮凝剂的方法

技术领域

本发明涉及一种生产生物多聚物絮凝剂的方法。该方法，包括菌种的获取、发酵培养及生物产品分离，属于现代微生物工程技术。本发明涉及的生物多聚物絮凝剂是以氨基等为阳离子、羧基及羟基等为阴离子的生物多聚物，聚集及吸附能力大、絮凝功能强，是一种代表着絮凝剂发展方向的新型水质处理剂。具体地说，本方法选育的菌种为微球菌、通过专有培养及提取条件制备了生物多聚物絮凝剂。

技术背景

目前，在给水及排水等中使用的无机盐类絮凝剂，如，硫酸铝、氯化铝、氯化铁等，其处理效果不理想；高分子聚合无机盐类絮凝剂，如，聚合氯化铝、聚合硫酸铁等，在水处理中得到了较好的效果，但在使用中会对环境产生一定的二次污染，铝系产生的二次污染更加明显。水中高浓度的铝离子对水生生物及植物有害，最终通过食物链与饮用水危害人类健康，其中老年性痴呆病就是由于大脑中铝含量过高所致。有机高分子絮凝剂，如，聚丙烯酰胺，其残留物不易被生物降解，对环境和人类健康不利，存在二次污染，特别是它的单体具有强烈的神经毒素和致癌作用。因此，研究和开发絮凝效果好、应用范围广、易生物降解、对环境安全的生物絮凝剂成为发展的必然。微生物产生的絮凝剂具有无毒无害、具有生物降解性、生产原料易得、可大规模生产等优点，是取之不尽的生物资源。就目前报道的微生物絮凝剂产生菌种而言都不同程度地存在着发酵周期长、原料成本及使用成本高、使用条件受限的不足。

发明内容

本发明的目的是克服以上生物絮凝剂制备方法的不足，提供一种生产周期短、原料成本及使用成本低、应用范围广，并适合于大规模工业化生产及工业化应用的由微球菌制备的生物多聚物絮凝剂的方法。

本发明的目的是按以下方式实现的，选用微球菌为生产菌种，经发酵培养和生物分离制得水处理用生物多聚物絮凝剂，该生物絮凝剂的制备采用以下步骤：

a)菌种的制备

由变质的淀粉类发酵食品采样，经分离获得微球菌(Micrococcus)LF-Man10。

初选培养基的重量组成(g/L)：

酪素水解物10-15 蛋白胨2-8 葡萄糖20-50 K₂HPO₄ 2-6 1％结晶紫水溶液0.1ml 琼脂15-25 pH7.0蒸馏水1000ml 1ml 1％的亚碲酸钾水溶液。

复选培养基的重量组成(g/L)：

酪素水解物10-15 葡萄糖20-50 K₂HPO₄2-5 NaCl10-50 MgSO₄2-5 琼脂15-25pH7.0 蒸馏水1000ml。

分离方法：用初选培养基制作平板，用样品溶液进行平板划线，37℃培养2-3天，然后在24℃继续培养1-3天，挑取暗蓝、粘性菌落。将初选的菌落在复选的平板上进行划线，并在37℃下培养2-3天，挑取生长快、絮凝活性高的菌落转入斜面试管进行保藏。

细胞球形，革兰氏染色阳性，由葡萄糖、甘露糖、乳糖产酸，水解七叶灵，不能还原硝酸盐为亚硝酸盐，精氨酸双水解酶为阴性，可在5％氯化钠中生长，不生芽孢，严格好氧，接触酶阳性。

b)发酵培养

发酵培养基的重量组成为：

淀粉糖20-50份豆饼粉浸出物10-30份 (NH₄)₂SO₄0.5-3份 K₂HPO₄0.5-3份 NaCl0.1-1.0份 MgSO₄0.2-0.8份 pH7.0 发酵用水1000ml。

发酵罐中液体培养基的2-10％的体积接入微球菌液体菌种，在25-37℃、pH5-7.6、通入无菌空气量为0.25-1.2V/V条件下，培养1-2天备用。

c)生物多聚物絮凝剂的制备

(1)将发酵液通过粗过滤去除杂质，取过滤液备用。

(2)把过滤液调为pH3-6、用离心机离心10-30分钟，去除菌体沉淀，取上清液备用。

(3)将上清液通过0.30μm-0.03μm梯度串联膜组合过滤，去除小分子，得分级大分子液备用。

(4)在分级大分子液中在80-300rpm下加入0.05-0.35％CaCl₂和1.6-2.5倍体积的无水乙醇，静止10-25分钟，用离心机离心5-20分钟，得离心后固形物备用。

(5)将离心后固形物醇洗，在35-60℃下真空干燥，粉碎至80目，得水处理用生物多聚物絮凝剂产品。

本发明的由微球菌制备的生物多聚物絮凝剂的方法与现有技术中各种生物絮凝剂的方法相比具有的有益效果是：生产周期短、原料成本低、应用范围广、使用效果好、无毒无害、无二次污染、可生物降解、可大规模工业化生产及工业化应用等特点，具有广阔的应用前景。

具体实施例

实施例1

a)菌种的制备

从变质的淀粉类发酵食品采样，经分离获得微球菌(Micrococcus)LF-Man10。

初选培养基的重量组成(g/L)：

酪素水解物10 蛋白胨3 葡萄糖25 K₂HPO₄3 1％结晶紫水溶液0.1ml 琼脂20pH7.0 蒸馏水1000ml 1ml 1％的亚碲酸钾水溶液。

复选培养基的重量组成(g/L)：

酪素水解物12 葡萄糖25 K₂HPO₄3 NaCl30 MgSO₄2 琼脂20 pH7.0 蒸馏水1000ml。

分离方法：用初选培养基制作平板，用样品溶液进行平板划线，37℃培养2-3天，然后在24℃继续培养1-3天，挑取暗蓝粘性菌落。将初选的菌落在复选的平板上进行划线，并在37℃下培养2-3天，挑取生长快、絮凝活性高的菌落转入斜面试管进行保藏。

b)发酵

发酵培养基的重量组成为：

淀粉糖20份豆饼粉浸出物15份 (NH₄)₂SO₄0.5份 K₂HPO₄0.5份 NaCl0.2份 MgSO₄0.3份 pH7.0 发酵用水1000ml。

发酵罐中液体培养基的2％的体积接入微球菌液体菌种，在25-37℃、pH5-7.6、通入无菌空气量为0.35V/V条件下，培养1-2天备用。

c)多聚物絮凝剂的制备

(1)将发酵液通过粗过滤去除杂质，取过滤液备用。

(2)把过滤液调为pH3-6，用离心机离心10分钟，去除菌体沉淀，取上清液备用。

(3)将上清液通过0.35μm-0.03μm梯度串联膜组合过滤，去除小分子，得分级大分子液备用。

(4)在分级大分子液中在200rpm下加入0.08％CaCl₂和1.8倍体积的无水乙醇，静止10-25分钟，用离心机离心5-20分钟，得离心后固形物备用。

(5)将离心后固形物醇洗，在40℃下真空干燥，并粉碎至80目，得水处理用生物多聚物絮凝剂产品。

实施例2

获得菌种的方法是从变质的淀粉类发酵食品采样，用初选培养基(重量组成为：酪素水解物13g 蛋白胨2g 葡萄糖30g 琼脂20g K₂HPO₄4g 1％结晶紫水溶液0.1ml pH7.0 蒸馏水1000ml 1ml 1％的亚碲酸钾水溶液)制作平板，用样品溶液进行平板划线，37℃培养2-3天，然后在24℃继续培养1-3天，挑取暗蓝、粘性菌落。将初选的菌落在复选(重量组成：酪素水解物13g 葡萄糖30g R₂HPO₄ 4g NaCl 20g MgSO₄ 3g 琼脂20g pH7.0 蒸馏水1000ml)的平板上进行划线，并在37℃下培养2-3天，挑取生长快、絮凝活性高的菌落转入斜面试管进行保藏。用淀粉糖30份豆饼粉浸出物20份 (NH₄)₂SO₄ 0.6份 K₂HPO₄ 0.6份 NaCl 0.3份 MgSO₄0.4份 pH7.0发酵用水1000ml配制成的液体发酵培养基进行培养，按发酵罐中液体培养基的4％的体积接入微球菌液体菌种，在25-37℃、pH5-7.6、通入无菌空气量为0.45V/V条件下，培养1-2天。然后按以下步骤进行多聚物絮凝剂的制备：(1)将发酵液通过粗过滤去除杂质，得过滤液(2)把过滤液调pH3-6，用离心机离心10-30分钟，去除菌体沉淀，取上清液备用(3)将上清液通过0.25μm-0.03μm梯度串联膜组合过滤，去除小分子，得分级大分子液备用(4)在分级大分子液中在300rpm下加入0.10％CaCl2和1.6倍体积的无水乙醇，静止10-25分钟，用离心机离心5-20分钟，得离心后固形物备用(5)将离心后固形物醇洗，在45下真空干燥，并粉碎至80目，得水处理用生物多聚物絮凝剂产品。

由本发明的方法生产的生物多聚物絮凝剂应用于给水原水净化、污水处理、发酵产物分离等，尤其在pH3-10、盐浓度在1-3％、温度在10-90℃均显示较好的处理效果。产品的使用方法与其它的大分子絮凝剂的相同，但应在阴凉干燥处保存。

本发明中的变质食品是指存放时间过长霉变的淀粉类发酵食品，如馒头、面包、面饼、发糕等等。

变质淀粉类发酵食品是指淀粉类原料经发酵、熟化再经自然或人工添加霉菌霉变的原料。

淀粉类原料是小麦、玉米、稻米、小米、高梁、红薯、马铃薯中的一种或两种以上的混合物。

使用本发明的方法之辈的微生物产生的絮凝剂，具有无毒无害、具有生物降解性、生产原料易得、发酵周期短、原料成本及使用成本低、使用条件不受限，可大规模生产等优点，是取之不尽的生物资源。因而具有很好推广使用前景。

Claims

1.一种由微球菌制备生物多聚物絮凝剂的方法，其特征在于选用微球菌为生产菌种，经发酵培养和生物分离制得水质净化生物多聚物絮凝剂，该絮凝剂的制备采用以下步骤：

a)菌种的制备

由变质的淀粉类发酵食品采样，经分离获得微球菌(Micrococcus)LF-Man10；

初选培养基的重量组成(g/L)：

酪素水解物10-15 蛋白胨2-8 葡萄糖20-50 K₂HPO₄2-6 1％结晶紫水溶液0.1ml 琼脂15-25 pH7.0 蒸馏水1000ml 1ml 1％的亚碲酸钾水溶液；

复选培养基的重量组成(g/L)：

酪素水解物10-15 葡萄糖20-50 K₂HPO₄ 2-5 NaCl 10-50 MgSO₄ 2-5 琼脂15-25pH7.0蒸馏水1000ml；

分离方法：用初选培养基制作平板，用样品溶液进行平板划线，37℃培养2-3天，然后在24℃继续培养1-3天，挑取暗蓝、粘性菌落，将初选的菌落在复选的平板上进行划线，并在37℃下培养2-3天，挑取生长快、絮凝活性高的菌落转入斜面试管进行保藏；

b)发酵培养

液体发酵培养基的重量组成为：

淀粉糖20-50份豆饼粉浸出物10-30份 (NH₄)₂SO₄ 0.5-3份 K₂HPO₄ 0.5-3份 NaCl0.1-1.0份 MgSO₄ 0.2-0.8份 pH7.0 发酵用水1000ml；

发酵罐中液体培养基的2-10％的体积接入微球菌液体菌种，在25-37℃、pH5-7.6、通入无菌空气量为0.25-1.2V/V条件下，培养1-2天备用；

c)生物多聚物絮凝剂的制备

(1)将发酵液通过粗过滤去除杂质，取过滤液备用；

(2)把过滤液调为pH3-6、用离心机离心10-30分钟，去除菌体沉淀，取上清液备用；

(3)将上清液通过0.30μm-0.03μm梯度串联膜组合过滤，去除有机及无级小分子，得分级大分子液备用；

(4)在分级大分子液中在80-300rpm下加入0.05-0.35％CaCl₂和1.6-2.5倍体积的无水乙醇，静止10-25分钟，用离心机离心5-20分钟，得离心后固形物备用；

2.根据权力要求书1所述的由微球菌制备生物多聚物絮凝剂产品的方法，其特征在于液体发酵培养基是由以下重量配比原料组成：

淀粉糖 25-45份豆饼粉浸出物 12-28份 (NH₄)₂SO₄ 0.6-2.8份 K₂HPO₄ 0.6-2.8份 NaCl0.15-0.90份 MgSO₄ 0.3-0.7份 pH7.0 发酵用水1000ml。

3.根据权力要求书1所述的由微球菌制备生物多聚物絮凝剂产品的方法，其特征在于用0.25μm-0.05μm梯度串联膜组合过滤去除小分子，得分级大分子液。

4.根据权力要求书1所述的由微球菌制备生物多聚物絮凝剂产品的方法，其特征在于在分级大分子液中在100-280rpm下加入0.1-0.3％CaCl₂和1.7-2.3倍体积的无水乙醇获得离心后固形物。

5.根据权力要求书1所述的由微球菌制备生物多聚物絮凝剂产品的方法，其特征在于变质食品是指存放时间过长霉变的淀粉类发酵食品，如馒头、面包、面饼、发糕。

6.根据权力要求书1所述的由微球菌制备生物多聚物絮凝剂产品的方法，其特征在于变质淀粉类发酵食品是指淀粉类原料经发酵、熟化再经自然或人工添加霉菌霉变的原料。

7.根据权力要求书1所述的由微球菌制备生物多聚物絮凝剂产品的方法，其特征在于淀粉类原料是小麦、玉米、稻米、小米、高梁、红薯、马铃薯中的一种或两种以上的混合物。