水处理生物絮凝剂菌种研究进展

中国环境科学学会学术年会论文集拍③脂类物质目前发现的唯一的脂类絮凝剂是年从尔的培养液中分离出来的生物絮凝剂。其分子中含有葡萄糖单霉菌酸醋,’海藻糖单霉菌酸醋,海藻糖二霉菌酸醋三种组分,霉菌酸碳链长度从到不等,其中以,和居多。三根据在分散介质水中所带电荷的不同,生物絮凝剂可分为类①两性型蛋白质和多肤类大分子为两性电解质,该化学组成的生物絮凝剂一般为两性型。这是由于蛋白质和多肤类物质分子中既有碱性的氨基,又有酸性的梭基。在偏酸性介质中蛋白质能形成带正电荷的离子,在偏碱性介质中则形成带负电荷的离子。蛋白质分子中的氨基和梭基的数目并不完全相等,产生的正负离子数也不相等②非离子型多糖类生物絮凝剂属于非离子型絮凝剂。③阴离子型直接利用微生物细胞的絮凝剂,例如活性污泥,因为其等电点较低,离散在介质水中一般带有负电荷,属于阴离子型絮凝剂。四、絮凝活性物质一发酵条件生物絮凝剂产生菌产絮能力,即微生物合成具有絮凝活性物质的能力,与微生物遗传学、生理学和生态学等多个方面的因素有关。影响微生物生长过程中产絮能力的营养因素和环境因素,一直是生物絮凝剂研究的重要内容之一。由于产絮微生物种类繁多、分布广泛,絮凝活性物质的来源和性质差异很大,因而不同菌株之间差异较大,最适合其絮凝活性物质的合成的营养和环境因素水平也不相同,见表。表部分产絮菌株的发醉条件产絮菌种气单胞菌酱油曲霉拟青霉菌红平红球菌营养因素发酵底物葡萄搪葡萄糖葡萄糖葡萄糖主要成分脉酵母膏干酪酸酵母膏岁酵母膏环境因素温度℃初始时间二分离和纯化确定生物絮凝剂有效成分在发酵液中的分布,从而判断絮凝活性物质是菌体细胞含胞壁还是它的分泌物。一般地,通过超滤或离心等分离方法收集该有效成分。有效成分为菌体细胞的还需要进行匀浆处理,用以纯化和结构鉴定。生物絮凝剂的化学成分主要是多聚糖和蛋白质以及一些金属离子,因而其提取方法与一般的多聚糖和蛋白质提取方法并无多大的差异,提取方法现有多种,因絮凝剂的具体结构而异,也与最终要求达到的纯度和使用的方式有关,较常用包括凝胶电泳、溶剂提取和碱提取等方法。’三理化性质生物絮凝剂主要是微生物及其代谢产生的各种多聚糖类,这类多聚糖中有些是由单一糖单体组成,有一些是由多种糖单体构成的杂多聚糖有些生物絮凝剂是蛋白质或多肤,或者是有蛋白质或多肤的参与。脂类、等其他类型的生物絮凝剂较为少见。另外,一些絮凝剂中还含有无机金属离子,如十,’,,‘和,‘等。但是,并非细菌合成的所有多糖均具©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第二幸环境污染防治技术研究与开发有絮凝活性某些生物絮凝剂的分子结构还会随培养条件的改变而相应变化。表列出了在这方面已见报道的部分研究结果。生物絮凝剂化学本质的研究大致有以下种方法。①因子破坏法测定纤维素酶、蛋白酶如链酶蛋白酶、金属阳离子鳌合剂如和加热等处理对生物絮凝剂絮凝能力的破坏,以判断絮凝剂的化学组成。②化学分析法能够有效地证明生物絮凝剂的具体生化组成,包括多糖的单位成分、蛋白质的氨基酸构成等。③再形放法将与絮凝剂形成有关的成分分别提取出来,再把它们加在一起,如果可以形成絮凝物,絮凝剂的组成便得到证实。例如,先用将金属离子去除,再添加金属离子,观察是否会恢复絮凝能力,如果恢复,那么金属离子的作用便得到充分的证实。表部分生物絮服荆组成、分子与结构特性产絮菌菌株絮凝剂名称絮凝剂成分分子量结构特性如妙叩杯犯一葡萄糖半乳糖葡萄糖醛酸摩‘多聚糖尔比”,大石么‘菌左山一一葡萄糖甘露糖半乳糖海藻糖多聚糖摩尔比二召川朋纪·一半乳糖醛酸,葡萄糖,半乳糖,戊酸性醛糖多聚糖众泛之坛半乳糖葡萄糖甘露糖酸性多聚糖只叱沥科产“一一中性糖,氨基糖,氨基酸,薪多糖类,乙酸一一葡萄糖半乳糖唬拍酸丙酮酸酸性多糖〔摩尔比二尺户闭面公哪八邓旧一一多肤,月旨质糖蛋白类五、结语与展望生物絮凝剂作为一种新型绿色水处理剂成为近年来的研究热点,但到目前为止,生物絮凝剂在工程实践中尚未得到大规模的推广应用。据文献报道,陆续发现具有产絮能力和絮凝活性的菌株千余株,但是生物絮凝剂产量低,絮凝活性弱,需分离纯化等步骤导致其发酵和生产成本过高,从而限制了其应用。从分子生物学的角度深人研究控制生物絮凝剂合成与分解代谢的基因组成才是提高其产量的有效年途径之一。如何代谢工程的手段实现絮凝剂产量的大幅度提高将成为今后生物絮凝剂领域的重要方向。参考文献【汤鸿霄著无机高分子絮凝理论与絮凝剂【北京中国建筑工业出版社,《拓,【马放,冯玉杰,任南琪环境生物技术化学工业出版社,巧一【〕即卜巧盯,,一〔,即”卿,,,一【,留,,一〔,以视,,目日伴,©1994-2010ChinaAcademicJourn