申请日2009.03.23
公开(公告)日2010.08.18
IPC分类号C12N1/20; C12R1/10; C12P1/04
摘要
本发明涉及一种微生物絮凝剂ZS-7。本发明利用分离出一株高效絮凝剂产生菌X14(Bacillus licheniformis，CCTCC AB 208260);该菌株以高浓度淀粉废水作为替代培养基合成絮凝剂，经培养条件优化，培养工艺如下：COD浓度为8g/l的淀粉废水，外加缓冲盐为3g/L的K2HPO4和1g/L的KH2PO4，培养基初始的pH值为7.5，培养基在115℃灭菌30min后，接种量采用1%，温度采用37℃，摇床转速采用变速控制(140-160r/min)培养48h后的发酵液经过高速离心、浓缩、乙醇沉淀、透析、CPC沉淀和凝胶色谱得到纯化的微生物絮凝剂ZS-7。利用淀粉废水生产微生物絮凝剂，既解决了微生物絮凝剂生产的成本问题，又减少了企业的排污量和处理费用，实现了废水资源化的可行性和高效性。
权利要求书
1.一株微生物絮凝剂产生菌为地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis X14CCTCC AB 208260)。
2.一种如权利要求1所述的生产微生物絮凝剂的生产方法，包括菌种的筛选和鉴定、培养条件的优化以及絮凝剂的提取，本发明的特征在于：
(1)种子液的培养：经斜面培养的地衣芽胞杆菌接种至经灭菌的种子培养液中，在37℃、160r/min的条件下培养18-24小时，至细菌浓度至0.5-1×107CFU/ml;
(2)产絮凝剂微生物的培养条件优化：采用pH为7.5，CODcr浓度为8000mg/L的淀粉废水，外加缓冲盐为3g/L的K2HPO4和1g/L的KH2PO4，在115℃高温灭菌30min后，按体积比接种1%的种子液，在温度37℃，摇床转速采用140-160r/min的变速控制的条件下发酵培养48小时;
(3)微生物絮凝剂ZS-7的提取：发酵液在10000r/min离心30分钟，收集上清液，在旋转蒸发仪中浓缩为原来体积的0.2倍并在4℃去离子水中透析过夜，加入三倍体积的无水预冷的乙醇，获得的沉淀重新溶解在去离子水中，再加入10%的氯代十六烷基吡啶，数小时后收集沉淀并将之溶解在0.5mol/L的NaCl溶液中，再加入三倍体积的无水乙醇收集沉淀，并用75%的乙醇冲洗三次，将沉淀溶解于去离子水(0.1%)上柱(Sephacryl S-500 column 1.6×100cm)，以蒸馏水作为流动相(流速为2ml/min)收集活性峰，冷冻干燥得到絮凝剂纯品ZS-7。
说明书
利用淀粉废水生产微生物絮凝剂的生产菌及其生产工艺
所属技术领域
本发明涉及水处理、食品生产和发酵等工业中使用的絮凝剂，具体涉及一种微生物絮凝剂。
背景技术
絮凝剂被广泛的应用于工业生产工程包括饮用水处理、废水处理、下游工艺、食品以及发酵工艺等。絮凝剂通常被分成三类：(1)无机絮凝剂如硫酸铝和聚合氯化铝，(2)有机合成高聚合絮凝剂如聚丙烯酰胺衍生物和聚乙烯亚胺，(3)自然存在的絮凝剂如壳聚糖，海藻酸钠和微生物絮凝剂。在这些絮凝剂当中，有机合成高聚合絮凝剂如PAC(聚合氯化铝)和PAM(聚丙烯酰胺)由于絮凝活性高、成本低而被广泛的应用。尽管这些合成絮凝剂被广泛应用，但研究发现铝盐会导致老年痴呆症、聚丙烯酰胺单体对人类具有致癌和强烈的神经毒性，并在自然环境中不能生物降解。相反，微生物絮凝剂是由微生物在生长过程中产生的安全无毒可生物降解的聚合物，其主要成分有糖蛋白、胞外多糖、蛋白质、纤维素和核酸等。由于微生物种类繁多，絮凝剂特性各异，具有很好的开发前景。
但是目前国内外对微生物絮凝剂的研究大多处于实验室研究阶段，还未达到实际应用和工业化生产阶段，制约其发展的关键在于微生物絮凝剂絮凝能力低、用量大且生产成本高。因此，筛选絮凝能力强，又能利用低廉原料作为替代培养基的微生物絮凝剂产生菌，并研究其生产工艺条件是微生物絮凝剂工业化生产过程中急需解决的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于利用一株高效絮凝剂产生菌，选择高浓度淀粉废水作为替代培养基，同时研究其最佳的产絮凝剂工艺以解决微生物絮凝剂的工业化生产的关键技术问题。
本发明的是通过以下技术方案实现：
一株利用高浓度淀粉废水产生生产微生物絮凝剂的生产菌为地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis X14，CCTCC AB 208260)。利用高浓度淀粉废水生产絮凝剂的生产方法包括种子液的培养，产絮凝剂培养条件优化及絮凝剂的提取。
(1)种子液的培养：经斜面培养的地衣芽胞杆菌接种至经灭菌的种子培养液中，在37℃、160r/min的条件下培养18-24小时，至细菌浓度约为0.5-1×107CFU/ml;
(2)产絮凝剂微生物的培养条件优化：采用pH为7.5，CODcr浓度为8000mg/L的淀粉废水，外加缓冲盐为3g/L的K2HPO4和1g/L的KH2PO4，在115℃高温灭菌30min后，按体积比接种1%的种子液，在温度37℃，摇床转速采用140-160r/min的变速控制的条件下发酵培养48小时;
(3)微生物絮凝剂ZS-7的提取：发酵液在10000r/min离心30分钟，收集上清液，在旋转蒸发仪中浓缩为原来体积的0.2倍并在4℃去离子水中透析过夜，加入三倍体积的无水预冷的乙醇，获得的沉淀重新溶解在去离子水中，再加入10%的氯代十六烷基吡啶，数小时后收集沉淀并将之溶解在0.5mol/L的NaCl溶液中，再加入三倍体积的无水乙醇收集沉淀，并用75%的乙醇冲洗三次，将沉淀溶解于去离子水(0.1%)上柱(Sephacryl S-500 column 1.6×100cm)，以蒸馏水作为流动相(流速为2ml/min)收集活性峰，冷冻干燥得到絮凝剂纯品ZS-7。
下面结合附图详述本发明。