專(zhuān)利名稱(chēng)：一種由微球菌制備生物多聚物絮凝劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)生物多聚物絮凝劑的方法。該方法，包括菌種的獲取、發(fā)酵培養(yǎng)及生物產(chǎn)品分離，屬于現(xiàn)代微生物工程技術(shù)。本發(fā)明涉及的生物多聚物絮凝劑是以氨基等為陽(yáng)離子、羧基及羥基等為陰離子的生物多聚物，聚集及吸附能力大、絮凝功能強(qiáng)，是一種代表著絮凝劑發(fā)展方向的新型水質(zhì)處理劑。具體地說(shuō)，本方法選育的菌種為微球菌、通過(guò)專(zhuān)有培養(yǎng)及提取條件制備了生物多聚物絮凝劑。
背景技術(shù)：
目前，在給水及排水等中使用的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)絮凝劑，如，硫酸鋁、氯化鋁、氯化鐵等，其處理效果不理想；高分子聚合無(wú)機(jī)鹽類(lèi)絮凝劑，如，聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等，在水處理中得到了較好的效果，但在使用中會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的二次污染，鋁系產(chǎn)生的二次污染更加明顯。水中高濃度的鋁離子對(duì)水生生物及植物有害，最終通過(guò)食物鏈與飲用水危害人類(lèi)健康，其中老年性癡呆病就是由于大腦中鋁含量過(guò)高所致。有機(jī)高分子絮凝劑，如，聚丙烯酰胺，其殘留物不易被生物降解，對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康不利，存在二次污染，特別是它的單體具有強(qiáng)烈的神經(jīng)毒素和致癌作用。因此，研究和開(kāi)發(fā)絮凝效果好、應(yīng)用范圍廣、易生物降解、對(duì)環(huán)境安全的生物絮凝劑成為發(fā)展的必然。微生物產(chǎn)生的絮凝劑具有無(wú)毒無(wú)害、具有生物降解性、生產(chǎn)原料易得、可大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是取之不盡的生物資源。就目前報(bào)道的微生物絮凝劑產(chǎn)生菌種而言都不同程度地存在著發(fā)酵周期長(zhǎng)、原料成本及使用成本高、使用條件受限的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服以上生物絮凝劑制備方法的不足，提供一種生產(chǎn)周期短、原料成本及使用成本低、應(yīng)用范圍廣，并適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)及工業(yè)化應(yīng)用的由微球菌制備的生物多聚物絮凝劑的方法。
本發(fā)明的目的是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，選用微球菌為生產(chǎn)菌種，經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)和生物分離制得水處理用生物多聚物絮凝劑，該生物絮凝劑的制備采用以下步驟a)菌種的制備由變質(zhì)的淀粉類(lèi)發(fā)酵食品采樣，經(jīng)分離獲得微球菌(Micrococcus)LF-Man10。
初選培養(yǎng)基的重量組成(g/L)酪素水解物10-15 蛋白胨2-8 葡萄糖20-50 K2HPO42-6 1％結(jié)晶紫水溶液0.1ml 瓊脂15-25 pH7.0蒸餾水1000ml 1ml 1％的亞碲酸鉀水溶液。
復(fù)選培養(yǎng)基的重量組成(g/L)酪素水解物10-15 葡萄糖20-50 K2HPO42-5 NaCl10-50 MgSO42-5 瓊脂15-25pH7.0 蒸餾水1000ml。
分離方法用初選培養(yǎng)基制作平板，用樣品溶液進(jìn)行平板劃線，37℃培養(yǎng)2-3天，然后在24℃繼續(xù)培養(yǎng)1-3天，挑取暗藍(lán)、粘性菌落。將初選的菌落在復(fù)選的平板上進(jìn)行劃線，并在37℃下培養(yǎng)2-3天，挑取生長(zhǎng)快、絮凝活性高的菌落轉(zhuǎn)入斜面試管進(jìn)行保藏。
細(xì)胞球形，革蘭氏染色陽(yáng)性，由葡萄糖、甘露糖、乳糖產(chǎn)酸，水解七葉靈，不能還原硝酸鹽為亞硝酸鹽，精氨酸雙水解酶為陰性，可在5％氯化鈉中生長(zhǎng)，不生芽孢，嚴(yán)格好氧，接觸酶陽(yáng)性。
b)發(fā)酵培養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)基的重量組成為淀粉糖20-50份 豆餅粉浸出物10-30份 (NH4)2SO40.5-3份 K2HPO40.5-3份 NaCl0.1-1.0份 MgSO40.2-0.8份 pH7.0 發(fā)酵用水1000ml。
發(fā)酵罐中液體培養(yǎng)基的2-10％的體積接入微球菌液體菌種，在25-37℃、pH5-7.6、通入無(wú)菌空氣量為0.25-1.2V/V條件下，培養(yǎng)1-2天備用。
c)生物多聚物絮凝劑的制備(1)將發(fā)酵液通過(guò)粗過(guò)濾去除雜質(zhì)，取過(guò)濾液備用。
(2)把過(guò)濾液調(diào)為pH3-6、用離心機(jī)離心10-30分鐘，去除菌體沉淀，取上清液備用。
(3)將上清液通過(guò)0.30μm-0.03μm梯度串聯(lián)膜組合過(guò)濾，去除小分子，得分級(jí)大分子液備用。
(4)在分級(jí)大分子液中在80-300rpm下加入0.05-0.35％CaCl2和1.6-2.5倍體積的無(wú)水乙醇，靜止10-25分鐘，用離心機(jī)離心5-20分鐘，得離心后固形物備用。
(5)將離心后固形物醇洗，在35-60℃下真空干燥，粉碎至80目，得水處理用生物多聚物絮凝劑產(chǎn)品。
本發(fā)明的由微球菌制備的生物多聚物絮凝劑的方法與現(xiàn)有技術(shù)中各種生物絮凝劑的方法相比具有的有益效果是生產(chǎn)周期短、原料成本低、應(yīng)用范圍廣、使用效果好、無(wú)毒無(wú)害、無(wú)二次污染、可生物降解、可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)及工業(yè)化應(yīng)用等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例實(shí)施例1a)菌種的制備從變質(zhì)的淀粉類(lèi)發(fā)酵食品采樣，經(jīng)分離獲得微球菌(Micrococcus)LF-Man10。
初選培養(yǎng)基的重量組成(g/L)酪素水解物10 蛋白胨3 葡萄糖25 K2HPO43 1％結(jié)晶紫水溶液0.1ml 瓊脂20pH7.0 蒸餾水1000ml 1ml 1％的亞碲酸鉀水溶液。
復(fù)選培養(yǎng)基的重量組成(g/L)酪素水解物12 葡萄糖25 K2HPO43 NaCl30 MgSO42 瓊脂20 pH7.0 蒸餾水1000ml。
分離方法用初選培養(yǎng)基制作平板，用樣品溶液進(jìn)行平板劃線，37℃培養(yǎng)2-3天，然后在24℃繼續(xù)培養(yǎng)1-3天，挑取暗藍(lán)粘性菌落。將初選的菌落在復(fù)選的平板上進(jìn)行劃線，并在37℃下培養(yǎng)2-3天，挑取生長(zhǎng)快、絮凝活性高的菌落轉(zhuǎn)入斜面試管進(jìn)行保藏。
b)發(fā)酵發(fā)酵培養(yǎng)基的重量組成為淀粉糖20份 豆餅粉浸出物15份 (NH4)2SO40.5份 K2HPO40.5份 NaCl0.2份 MgSO40.3份 pH7.0 發(fā)酵用水1000ml。
發(fā)酵罐中液體培養(yǎng)基的2％的體積接入微球菌液體菌種，在25-37℃、pH5-7.6、通入無(wú)菌空氣量為0.35V/V條件下，培養(yǎng)1-2天備用。
c)多聚物絮凝劑的制備(1)將發(fā)酵液通過(guò)粗過(guò)濾去除雜質(zhì)，取過(guò)濾液備用。
(2)把過(guò)濾液調(diào)為pH3-6，用離心機(jī)離心10分鐘，去除菌體沉淀，取上清液備用。
(3)將上清液通過(guò)0.35μm-0.03μm梯度串聯(lián)膜組合過(guò)濾，去除小分子，得分級(jí)大分子液備用。
(4)在分級(jí)大分子液中在200rpm下加入0.08％CaCl2和1.8倍體積的無(wú)水乙醇，靜止10-25分鐘，用離心機(jī)離心5-20分鐘，得離心后固形物備用。
(5)將離心后固形物醇洗，在40℃下真空干燥，并粉碎至80目，得水處理用生物多聚物絮凝劑產(chǎn)品。
實(shí)施例2獲得菌種的方法是從變質(zhì)的淀粉類(lèi)發(fā)酵食品采樣，用初選培養(yǎng)基(重量組成為酪素水解物13g 蛋白胨2g 葡萄糖30g 瓊脂20g K2HPO44g 1％結(jié)晶紫水溶液0.1ml pH7.0 蒸餾水1000ml 1ml 1％的亞碲酸鉀水溶液)制作平板，用樣品溶液進(jìn)行平板劃線，37℃培養(yǎng)2-3天，然后在24℃繼續(xù)培養(yǎng)1-3天，挑取暗藍(lán)、粘性菌落。將初選的菌落在復(fù)選(重量組成酪素水解物13g 葡萄糖30g R2HPO44g NaCl 20g MgSO43g 瓊脂20g pH7.0 蒸餾水1000ml)的平板上進(jìn)行劃線，并在37℃下培養(yǎng)2-3天，挑取生長(zhǎng)快、絮凝活性高的菌落轉(zhuǎn)入斜面試管進(jìn)行保藏。用淀粉糖30份 豆餅粉浸出物20份 (NH4)2SO40.6份 K2HPO40.6份 NaCl 0.3份 MgSO40.4份 pH7.0發(fā)酵用水1000ml配制成的液體發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，按發(fā)酵罐中液體培養(yǎng)基的4％的體積接入微球菌液體菌種，在25-37℃、pH5-7.6、通入無(wú)菌空氣量為0.45V/V條件下，培養(yǎng)1-2天。然后按以下步驟進(jìn)行多聚物絮凝劑的制備(1)將發(fā)酵液通過(guò)粗過(guò)濾去除雜質(zhì)，得過(guò)濾液(2)把過(guò)濾液調(diào)pH3-6，用離心機(jī)離心10-30分鐘，去除菌體沉淀，取上清液備用(3)將上清液通過(guò)0.25μm-0.03μm梯度串聯(lián)膜組合過(guò)濾，去除小分子，得分級(jí)大分子液備用(4)在分級(jí)大分子液中在300rpm下加入0.10％CaCl2和1.6倍體積的無(wú)水乙醇，靜止10-25分鐘，用離心機(jī)離心5-20分鐘，得離心后固形物備用(5)將離心后固形物醇洗，在45下真空干燥，并粉碎至80目，得水處理用生物多聚物絮凝劑產(chǎn)品。
由本發(fā)明的方法生產(chǎn)的生物多聚物絮凝劑應(yīng)用于給水原水凈化、污水處理、發(fā)酵產(chǎn)物分離等，尤其在pH3-10、鹽濃度在1-3％、溫度在10-90℃均顯示較好的處理效果。產(chǎn)品的使用方法與其它的大分子絮凝劑的相同，但應(yīng)在陰涼干燥處保存。
本發(fā)明中的變質(zhì)食品是指存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)霉變的淀粉類(lèi)發(fā)酵食品，如饅頭、面包、面餅、發(fā)糕等等。
變質(zhì)淀粉類(lèi)發(fā)酵食品是指淀粉類(lèi)原料經(jīng)發(fā)酵、熟化再經(jīng)自然或人工添加霉菌霉變的原料。
淀粉類(lèi)原料是小麥、玉米、稻米、小米、高梁、紅薯、馬鈴薯中的一種或兩種以上的混合物。
使用本發(fā)明的方法之輩的微生物產(chǎn)生的絮凝劑，具有無(wú)毒無(wú)害、具有生物降解性、生產(chǎn)原料易得、發(fā)酵周期短、原料成本及使用成本低、使用條件不受限，可大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是取之不盡的生物資源。因而具有很好推廣使用前景。
權(quán)利要求
1.一種由微球菌制備生物多聚物絮凝劑的方法，其特征在于選用微球菌為生產(chǎn)菌種，經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)和生物分離制得水質(zhì)凈化生物多聚物絮凝劑，該絮凝劑的制備采用以下步驟a)菌種的制備由變質(zhì)的淀粉類(lèi)發(fā)酵食品采樣，經(jīng)分離獲得微球菌(Micrococcus)LF-Man10；初選培養(yǎng)基的重量組成(g/L)酪素水解物10-15 蛋白胨2-8 葡萄糖20-50 K2HPO42-6 1％結(jié)晶紫水溶液0.1ml 瓊脂15-25 pH7.0 蒸餾水1000ml 1ml 1％的亞碲酸鉀水溶液；復(fù)選培養(yǎng)基的重量組成(g/L)酪素水解物10-15 葡萄糖20-50 K2HPO42-5 NaCl 10-50 MgSO42-5 瓊脂15-25pH7.0蒸餾水1000ml；分離方法用初選培養(yǎng)基制作平板，用樣品溶液進(jìn)行平板劃線，37℃培養(yǎng)2-3天，然后在24℃繼續(xù)培養(yǎng)1-3天，挑取暗藍(lán)、粘性菌落，將初選的菌落在復(fù)選的平板上進(jìn)行劃線，并在37℃下培養(yǎng)2-3天，挑取生長(zhǎng)快、絮凝活性高的菌落轉(zhuǎn)入斜面試管進(jìn)行保藏；b)發(fā)酵培養(yǎng)液體發(fā)酵培養(yǎng)基的重量組成為淀粉糖20-50份 豆餅粉浸出物10-30份 (NH4)2SO40.5-3份 K2HPO40.5-3份 NaCl0.1-1.0份 MgSO40.2-0.8份 pH7.0 發(fā)酵用水1000ml；發(fā)酵罐中液體培養(yǎng)基的2-10％的體積接入微球菌液體菌種，在25-37℃、pH5-7.6、通入無(wú)菌空氣量為0.25-1.2V/V條件下，培養(yǎng)1-2天備用；c)生物多聚物絮凝劑的制備(1)將發(fā)酵液通過(guò)粗過(guò)濾去除雜質(zhì)，取過(guò)濾液備用；(2)把過(guò)濾液調(diào)為pH3-6、用離心機(jī)離心10-30分鐘，去除菌體沉淀，取上清液備用；(3)將上清液通過(guò)0.30μm-0.03μm梯度串聯(lián)膜組合過(guò)濾，去除有機(jī)及無(wú)級(jí)小分子，得分級(jí)大分子液備用；(4)在分級(jí)大分子液中在80-300rpm下加入0.05-0.35％CaCl2和1.6-2.5倍體積的無(wú)水乙醇，靜止10-25分鐘，用離心機(jī)離心5-20分鐘，得離心后固形物備用；(5)將離心后固形物醇洗，在35-60℃下真空干燥，粉碎至80目，得水處理用生物多聚物絮凝劑產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)力要求書(shū)1所述的由微球菌制備生物多聚物絮凝劑產(chǎn)品的方法，其特征在于液體發(fā)酵培養(yǎng)基是由以下重量配比原料組成淀粉糖 25-45份 豆餅粉浸出物 12-28份 (NH4)2SO40.6-2.8份 K2HPO40.6-2.8份 NaCl0.15-0.90份 MgSO40.3-0.7份 pH7.0 發(fā)酵用水1000ml。
3.根據(jù)權(quán)力要求書(shū)1所述的由微球菌制備生物多聚物絮凝劑產(chǎn)品的方法，其特征在于用0.25μm-0.05μm梯度串聯(lián)膜組合過(guò)濾去除小分子，得分級(jí)大分子液。
4.根據(jù)權(quán)力要求書(shū)1所述的由微球菌制備生物多聚物絮凝劑產(chǎn)品的方法，其特征在于在分級(jí)大分子液中在100-280rpm下加入0.1-0.3％CaCl2和1.7-2.3倍體積的無(wú)水乙醇獲得離心后固形物。
5.根據(jù)權(quán)力要求書(shū)1所述的由微球菌制備生物多聚物絮凝劑產(chǎn)品的方法，其特征在于變質(zhì)食品是指存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)霉變的淀粉類(lèi)發(fā)酵食品，如饅頭、面包、面餅、發(fā)糕。
6.根據(jù)權(quán)力要求書(shū)1所述的由微球菌制備生物多聚物絮凝劑產(chǎn)品的方法，其特征在于變質(zhì)淀粉類(lèi)發(fā)酵食品是指淀粉類(lèi)原料經(jīng)發(fā)酵、熟化再經(jīng)自然或人工添加霉菌霉變的原料。
7.根據(jù)權(quán)力要求書(shū)1所述的由微球菌制備生物多聚物絮凝劑產(chǎn)品的方法，其特征在于淀粉類(lèi)原料是小麥、玉米、稻米、小米、高梁、紅薯、馬鈴薯中的一種或兩種以上的混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種由微球菌制備生物多聚物絮凝劑的方法，包括菌種選育、發(fā)酵培養(yǎng)及生物產(chǎn)品制備。發(fā)明選用微球菌為生物多聚物絮凝劑的產(chǎn)生菌種，經(jīng)過(guò)具有特別組合比例的培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵及生物分離制得用于水質(zhì)凈化的高效生物多聚物絮凝劑。本發(fā)明的生物多聚物絮凝劑具有無(wú)毒、無(wú)害、可生物降解的特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)成本低、應(yīng)用范圍廣、使用效率高、應(yīng)用無(wú)二次污染，發(fā)明的生物多聚物絮凝劑集聚集、絮凝與吸附功能于一體，應(yīng)用于水質(zhì)凈化、水質(zhì)澄清、生物產(chǎn)品分離等效果顯著。
文檔編號(hào)C12N1/20GK101037247SQ200710013510
公開(kāi)日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月5日
發(fā)明者欒興社 申請(qǐng)人:山東齊東方投資有限公司