1、一株产微生物絮凝剂菌株的培养条件优化摘要：近年来国内外微生物絮凝剂的研制开发已经成为热点，本实验对微生物絮凝剂产生菌种筛选、培养条件等进行较为系统地研究与探讨。以活性污泥作为菌种来源，高岭土悬液为絮凝对象，在特定筛选培养基中进行菌种培养增殖，从中筛选出具有絮凝活性菌种，记为 J3。在原特定的培养基基础上，对培养基的组成和培养条件进行优化，进行了正交实验设计1,2,3，选择影响微生物絮凝剂发酵培养基的碳氮源()、培养温度()、pH 值()和通气量()等 4 因素 4 个水平进行试验，得到了 J3 菌最佳培养条件。 关键词：絮凝，微生物，微生物絮凝剂，正交试验 中图分类号：Q93 文献标识码：A
2、影响微生物絮凝剂发酵培养基的培养条件有培养基的组成，培养温度、pH 值和通气量，在进行微生物絮凝剂发酵培养基及培养条件的优化试验时，共需 44256 次试验，本实验选用了正交实验方法进行优化。 1. 材料与方法 1.1 菌种的采集 望塘污水处理厂活性污泥、合肥钢铁厂活性污泥 1.2 所需仪器 QHZ-98A 全温度振荡培养箱、TDL-5 离心机、高温灭菌锅、DHP-9082恒温培养箱、721 分光光度计、760Crt 紫外分光光度计、JJ-4A 六联电动搅拌器、XSP-16A 倒置显微镜、GDS-3B 光电式浊度仪、PHS-25pH 计 1.3 所需的药剂、材料 4高岭土悬浊液； 1#牛肉膏
3、3g、蛋白胨 10g、氯化钠 5g、蒸馏水 1000mL、pH=7.5； 2# 可溶性淀粉 20g、硝酸钠 1g、磷酸二氢钾 0.5g、七水硫酸镁0.5g、蒸馏水 1000mL、pH=7.0； 3#蔗糖 40g 、硝酸钠 0.5g、磷酸二氢钾 0.5g、七水硫酸镁 0. 25g、酵母汁 2g、蒸馏水 1000mL、pH=7.5。 1.4 絮凝活性的测定 4 取经 72h 发酵的 1.0mL 培养液，加入 20mL 的 4g/L 悬浊液中，六联电动搅拌器 100r/min 搅拌 10min 后，721 型分光光度计 550nm 处测定上层清液 B，以不加发酵液的上层清液 A 为对照，通过浊度的减
4、少来确定絮凝程度，以絮凝率定量表示絮凝活性。 絮凝率(%)（AB）/A100 A对照上清液 550nm 处的光密度值； B样品上清液 550nm 处的光密度值。 1.5 高效絮凝菌培养条件优化 1.5.1 不同碳源、氮源对絮凝菌生长及絮凝活性的影响 微生物营养中有碳源、氮源、生长因子、无机盐和水等要素。各种微生物对营养的要求不同，暂时还没找到能够满足各种微生物生长的培养基。在配制培养基时需要针对微生物的不同类型，满足特定的生长条件，并根据不同的培养目的，选择适宜的培养基。试验中选取其中效果较好的 J3 菌作为目标菌。 1.5.2 培养基的优化 在 1.5.1 实验阶段，分别筛选出效果比较好的碳
5、氮源各两种，在进行微生物絮凝剂发酵培养基的优化试验，影响微生物絮凝剂发酵培养基的培养条件有培养基的组成、培养温度、pH 值和通气量。 1.5.3 影响因素和水平的确定 本次试验，选择影响微生物絮凝剂发酵培养基的碳氮源()、培养温度()、pH 值()和通气量()等 4 因素 4 个水平进行试验，以絮凝剂的絮凝率为控制质量指标,其中碳氮源()分为：葡萄糖尿素，葡萄糖酵母膏，蔗糖尿素，蔗糖酵母膏。 表 1 正交实验的影响因素和水平 Table1Effect factor and level of experiment cross 水平号 影响因素 碳氮源（g/L） 培养温度（） pH 通气量（r/m
6、in） 1 葡尿 20 6 125 2 葡酵 30 7 150 3 蔗尿 35 8 175 4 蔗酵 40 9 200 1.5.4 正交实验设计 正交试验的优化设计是利用事先设计好的正交表来合理安排试验。 2. 结果与分析 2.1 不同碳源、氮源对絮凝菌生长及絮凝活性的影响 实验结果表明，J3 菌在各种所试在各种所试碳源中以蔗糖和葡萄糖为最佳；氮源中以尿素和酵母汁为最佳。 2.2 正交实验结果 表 2 正交试验结果 Table2Result of expriment cross 编号 因素及水平（mg/L） 絮凝率（） 碳氮源(mg/L) 培养温度() pH 通气量(r/min) 1 葡尿 2
7、0 6 125 69.51 2 葡尿 30 7 150 75.48 3 葡尿 35 8 175 72.64 4 葡尿 40 9 200 58.15 5 葡酵 20 7 175 78.58 6 葡酵 30 6 200 86.49 7 葡酵 35 9 125 88.30 8 葡酵 40 8 150 68.47 9 蔗尿 20 8 200 81.77 10 蔗尿 30 9 175 71.52 11 蔗尿 35 6 150 70.19 12 蔗尿 40 7 125 58.94 13 蔗酵 20 9 150 41.76 14 蔗酵 30 8 125 55.86 15 蔗酵 35 7 200 67.59
8、16 蔗酵 40 6 175 72.84 2.3 极差分析 表 3 极差分析 Table3Analysis of range Ki1 275.58 271.62 299.03 272.64 Ki2 321.84 289.35 280.59 255.9 Ki3 282.42 298.72 278.74 295.58 Ki4 238.05 258.4 259.73 294 Ki1 均值 68.90 67.91 74.76 68.16 Ki2 均值 80.46 72.34 70.15 63.98 Ki3 均值 70.61 74.68 69.69 73.9 Ki4 均值 59.51 64.6 64.9
9、3 73.5 R 20.95 10.08 9.83 10.74 从表中我们可以看出，各因素影响絮凝剂絮凝效果的大小顺序，絮凝菌的最佳培养条件为 35、pH6、175r/min，最适合的培养基为蔗糖 40g、尿素 2g 蔗糖 40g、硝酸钠 0.5g、磷酸二氢钾0.5g、七水硫酸镁 0. 25g、蒸馏水 1000mL、pH=7.5。 3. 讨论 通过对絮凝剂产生菌 J3 进行的研究，得到以下结论： 3.1 碳氮源的选取对微生物的生长非常重要，本实验现对 J3 菌培养基进行了优化，选取了两组碳氮源，分别为蔗糖、葡萄糖，酵母汁、尿素，减少了正交实验的工作量。 3.2 正交实验结果表明，J3 菌是一株
10、高效、高产絮凝剂产生菌，其对氮源需求量大，在含氮丰富的酵母汁与蔗糖中生长良好，分泌絮凝剂旺盛。其最适生长条件为：培养基 pH 值为 5.5-6.5,温度为 35，培养时间为 60-72h.絮凝剂的分泌与菌体的生长有很好的相关性。在此条件下所产絮凝剂的絮凝活性最高。 3.3 正交实验设计时进行科学、合理试验，以最少的试验次数反映全面实验信息的有效方法，特别是在多因素、多水平试验的优化方面，具有明显的优越性。 参考文献 1盖钧镒，试验统计方法，中国农业出版社，2001。 2白新桂，数据分析与试验优化设计，清华大学出版社，1996。 3孙长令等，正交实验在降低助镀剂中铁盐的应用。沈阳化工学院学报，1995，10（4） 。 4邓述波，微生物絮凝剂 MBFA9 的研究，东北大学博士论文，1999。
