生物工程毕业论文

湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文酵母菌生产絮凝剂条件优化OPTIMIZATIONOFTHEFLOCCULANTINGCONDITIONSOFAYEAST学生姓名：陈敏学号：200742145221年级专业及班级：2007级生物工程（2）班指导老师及职称：管桂萍讲师学院：生物科学技术学院湖南·长沙提交日期：2011年5月湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计）是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业论文（设计）作者签名：年月日目录摘要.........................................................................................................................1关键词...........................................................................................................................11前言...........................................................................................................................11.1胞外生物高聚物絮凝剂（EBF）的絮凝作用机理......................................21.2胞外生物高聚物絮凝剂（EBF）絮凝活性的影响因素..............................31.3微生物絮凝剂的发展趋势.............................................................................42材料和方法...............................................................................................................42.1菌种.................................................................................................................42.2原料与试剂.....................................................................................................42.3主要仪器与设备.............................................................................................52.4试验方法……………………………………………………………………..82.4.1培养基的配制........................................................................................52.4.2菌株发酵产絮凝剂条件优化................................................................52.4.3絮凝率的测定方法................................................................................83结果与分析...............................................................................................................63.1培养温度对絮凝活性的影响..........................................................................63.2培养基pH值对絮凝活性的影响...................................................................73.3转速对絮凝活性的影响..................................................................................83.4培养时间对絮凝活性的影响..........................................................................83.5L9（34）正交试验优化方案........................................................................104结果与讨论.............................................................................................................104.1菌株絮凝剂的热稳定性检测.....................................................................114.2pH值对絮凝活性的影响............................................................................114.3菌液投加量对絮凝活性的影响.................................................................114.4金属离子对絮凝活性的影响.........................................................................11参考文献.....................................................................................................................12致谢.....................................................................................................................131酵母菌生产絮凝剂条件优化学生：陈敏指导老师：管桂萍（湖南农业大学生物科学技术学院，长沙410128）摘要：本研究旨在对一株酵母菌发酵生产絮凝剂的培养条件进行优化，在单因素试验的基础上采用正交试验，确定了该菌株产絮凝剂的最佳条件为：温度30℃、pH值5.0、转速160r/min、培养时间72h，其絮凝活性可达21.1%。关键词：酵母菌；絮凝剂；正交试验OptimizationoftheflocculantingconditionsofayeastStudent:ChenminTutor:GuanGuiping（InstituteofBiologicalScienceandTechnology,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128）AbstractThisstudywasaimedtooptimizetheflocculantingconditionsofayeast.BymeansofOrthogonalTestonthebasisofsinglefactorexperiment,thetestshowedthattheoptimumfermentationconditionsasfollows:culturetemperature30℃,pH5.0,rotationspeed160r/min,culturetime72h.Theflocculantingactivitycouldgetto21.1%.KeywordsYeast;Flocculants;Orthogonaltest1前言絮凝剂又称沉降剂，是一类可使溶液中不易沉降的固体悬浮颗粒凝集、沉淀的物质。絮凝技术是目前国内外用来提高水质处理效率的一种既经济又简便的水处理技术。絮凝剂包括有机合成絮凝剂、无机絮凝剂和微生物絮凝剂等多种，其中微生物絮凝剂是利用生物技术，通过生物发酵、抽提、精制而得到的一种具有生物分解性和安全性2的新型、高效、无毒、廉价的水处理剂。微生物絮凝剂是天然高分子絮凝剂的重要种类，它是微生物在特定培养条件下，其生长代谢至一定阶段产生的具有絮凝活性的代谢产物和菌体。其主要活性成分是具有两性多聚电解质的蛋白质、多糖、纤维素等[1]。按照来源不同，微生物絮凝剂主要可分为三类：（1）直接利用微生物细胞的絮凝剂，如某些细菌、放线菌、真菌和酵母。（2）利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂。如酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖和蛋白质等成分均可用作絮凝剂。（3）利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物，主要成分为多糖及少量多肽、蛋白质、脂类及其复合物。这种分泌到细胞外的具有絮凝活性的高聚物称为细胞外生物高聚物絮凝剂（EBF）[2]。目前国内外对EBF的研究较多，EBF的结构各异，已知的絮凝剂微观立体结构有两种：（1）纤维状。从苦味诺卡氏菌提取的絮凝剂蛋白质中含有75％的甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸，该絮凝剂可以形成丝绸一样的纤维，是絮凝体形成过程中的颗粒间联结物。（2）球状。从酱油曲霉中获得的絮凝剂中有聚已糖胺、蛋白质、2-葡糖酮酸等3种成分[3]。1.1胞外生物高聚物絮凝剂（EBF）的絮凝作用机理生物絮凝剂具有絮凝活性的有效成分主要是多糖、蛋白质、多肽、DNA和脂类等生物大分子，与其他有机高分子絮凝剂，主要成分、分子结构和所带活性基团相似。因此，水絮凝学中传统的三种絮凝机理：吸附架桥作用，电荷中和作用、网捕卷扫作用和“化学反应”作用，同样适用于生物絮凝剂。（1）吸附架桥作用絮凝剂大分子在颗粒之间借助离子键、氢键和范德华力，同时吸附多个胶体颗粒，适宜的条件下产生“架桥”现象，从而形成一种三维网状结构而沉淀下来，“架桥”的必要条件是颗粒上存在空白表明[4]。该学说可以解释大多数生物絮凝剂引起的絮凝现象，以及一些因素对絮凝的影响，并为一些实验所证实，因此受到人们的普遍接受。（2）电荷中和作用机理水体中的污染物颗粒和胶体粒子一般带有负电荷，具有链状结构的生物高分子絮凝剂及其水解产物整体表现为带有一定正电荷，靠近这些颗粒物质或者被吸附到胶粒表面上时，将会中和颗粒表面上的一部分电荷，减少静电斥力，从而使胶粒间能发生碰撞而凝聚[5]。当絮体凝聚到足够大时，在重力作用下沉降下来。（3）网捕卷扫作用机理当生物絮凝剂投量一定且形成小粒絮体时，可以在重力作用下沉降。在沉降过程中，大量的絮体在拥挤沉降阶段，如同一张过滤网在下降，不断卷扫水中的胶粒及超微细颗粒，最终产生沉淀分离，这种想象被称为网捕卷扫作3用[6]。该作用是一种物理机械作用。当水中胶体杂质浓度很低时，所需絮凝剂量与原水杂质含量成反比，即原水中胶体含量少时，所需絮凝剂量大；反之亦然。（4）“化学反应”作用生物絮凝剂高分子中的某些活性基团与被絮凝物质的相应基团发生化学反应，聚