發(fā)布時(shí)間：2020-05-20 04:46

【摘要】： 本研究從堆肥過程中篩選得到產(chǎn)生生物表面活性劑的細(xì)菌,并將篩選得到的銅綠假單胞菌產(chǎn)生的鼠李糖脂進(jìn)行分離提純及表征,然后著重探討了它對(duì)改善有機(jī)質(zhì)顆粒降解微環(huán)境的作用機(jī)制,并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步將其應(yīng)用于堆肥中(實(shí)驗(yàn)室規(guī)模),旨在提高堆肥效率,最后初步考察了它對(duì)去除堆肥中石油烴和重金屬離子污染物的潛在作用。 首先,本實(shí)驗(yàn)對(duì)堆肥中產(chǎn)生生物表面活性劑的細(xì)菌進(jìn)行篩選,發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌和銅綠假單胞菌為堆肥中產(chǎn)生生物表面活性劑的重要菌種。同時(shí)發(fā)現(xiàn),在以葡萄糖為碳源的液體培養(yǎng)條件下,所篩選的銅綠假單胞菌產(chǎn)鼠李糖脂的能力較強(qiáng)。對(duì)所篩選的銅綠假單胞菌產(chǎn)生的鼠李糖脂發(fā)酵液進(jìn)行一系列的分離提純,對(duì)得到的較純的鼠李糖脂用液質(zhì)聯(lián)用進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液中含有結(jié)構(gòu)不同的單鼠李糖脂及二鼠李糖脂。 接著本研究將實(shí)驗(yàn)制得的鼠李糖脂在堆肥中的作用機(jī)制進(jìn)行了探討。在分析生物表面活性劑基本物化性質(zhì)和微生物效應(yīng)的基礎(chǔ)上,通過實(shí)驗(yàn)的方式,從鼠李糖脂對(duì)堆肥有機(jī)質(zhì)顆粒水分分布、菌體在顆粒介質(zhì)中傳輸、有機(jī)質(zhì)組分的降解的影響及鼠李糖脂在堆肥中的降解情況等角度考察了鼠李糖脂在堆肥中的作用機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)鼠李糖脂對(duì)有機(jī)質(zhì)顆粒介質(zhì)的水分有較好的保持性能,有利于長時(shí)間保持堆肥微生物的活性,同時(shí)加速了外加水分的下滲,對(duì)水分在介質(zhì)中的分布有潛在的優(yōu)化作用;一定濃度的鼠李糖脂能夠減弱銅綠假單胞菌菌體在顆粒介質(zhì)表面的吸附,促進(jìn)菌體在有機(jī)質(zhì)顆粒中的傳輸,能夠使菌體傳輸?shù)接袡C(jī)質(zhì)顆粒介質(zhì)的深層,可見鼠李糖脂的加入對(duì)堆肥介質(zhì)中菌體的分布有潛在作用;從有機(jī)顆粒介質(zhì)的降解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),鼠李糖脂的加入還起到了增強(qiáng)有機(jī)質(zhì)在液相中的分散的作用,同時(shí)它促進(jìn)了微生物的生長和有機(jī)質(zhì)成分的降解,并且顆粒降解前后掃描電鏡檢測表明,鼠李糖脂的參與,使降解反應(yīng)發(fā)生的主要位置發(fā)生了改變;最后,鼠李糖脂的降解實(shí)驗(yàn)表明,鼠李糖脂在堆肥中可以被堆肥微生物所降解,但是它不是微生物所優(yōu)先降解的物質(zhì)。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,生物表面活性劑鼠李糖脂對(duì)改善堆肥的微環(huán)境,提高堆肥效率有潛在的作用,而且它在堆肥中不會(huì)產(chǎn)生二次污染。 在理論研究的基礎(chǔ)上,將鼠李糖脂進(jìn)一步應(yīng)用到城市生活垃圾堆肥(實(shí)驗(yàn)室規(guī)模)過程中,考察其作用效果。首先考察了鼠李糖脂對(duì)堆肥物料中易降解的蔬菜有機(jī)質(zhì)降解的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明鼠李糖脂發(fā)酵液能夠在一定程度上加快蔬菜基質(zhì)的降解過程。接著將生物表面活性劑鼠李糖脂引入含石油烴的堆肥過程中,考察了鼠李糖脂對(duì)堆肥中普通有機(jī)質(zhì)和疏水性的石油烴降解過程的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明生物表面活性劑的加入不僅提高了堆肥效率,縮短中溫條件下堆肥過程達(dá)到穩(wěn)定時(shí)間,同時(shí)它對(duì)提高堆肥中石油烴的降解效果顯著,這一結(jié)果和土壤修復(fù)中生物表面活性劑促進(jìn)石油烴類污染物降解的理論吻合。堆肥中重金屬是影響堆肥質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素,而堆肥腐殖酸對(duì)重金屬的遷移起著關(guān)鍵的作用,本研究最后考察了鼠李糖脂對(duì)腐熟段堆肥腐殖酸吸附重金屬離子Pb2+的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),鼠李糖脂的加入可能改變了鉛離子在堆肥腐殖酸上的吸附性狀,當(dāng)鼠李糖脂濃度較高時(shí),它減弱了腐殖酸對(duì)Pb2+的吸附作用。 本研究課題考察了生物表面活性劑鼠李糖脂的產(chǎn)生、分離提純及其部分物化特性,同時(shí)著重對(duì)其在堆肥中的作用機(jī)制及應(yīng)用進(jìn)行研究,取得了一定的研究成果。本課題為較新的研究方向,對(duì)科研工作者有一定的參考價(jià)值。
【圖文】：

譜圖中又出現(xiàn)，則可證明這個(gè)峰是生物表面活性劑的峰。而那些只在培養(yǎng)液的色譜圖中出現(xiàn)的峰就不是生物表面活性劑的峰。這種方法可以排除生物大分子（如蛋白質(zhì)等）的干擾，因?yàn)樯锎蠓肿釉诩状嫉淖饔孟虏粫?huì)裂解[44]。1.2.4.3 泡沫分離微生物的發(fā)酵過程中都會(huì)產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象，，產(chǎn)生表面活性物質(zhì)的過程中尤其顯著。泡沫是由于快速攪動(dòng)及向好氧培養(yǎng)液中充氧而產(chǎn)生的，在表面活性物質(zhì)存在的情況下穩(wěn)定下來。泡沫會(huì)使產(chǎn)品、營養(yǎng)成分及細(xì)胞流失。為了抑制泡沫的產(chǎn)生就必須加入一些化學(xué)抑泡劑，這不僅增加了費(fèi)用、減弱氧的傳遞，而且還會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生負(fù)面影響。但如果利用這些泡沫來回收表面活性物質(zhì)，可能是一種既經(jīng)濟(jì)又合理的方法。Davis D A 等對(duì)這方面進(jìn)行了研究。他們用泡沫分離法對(duì)一類生物表面活性劑 Surfactin 進(jìn)行了提取和濃縮，證明了泡沫分離是一種有效的生物表面活性劑分離方法。而且使泡沫分離和發(fā)酵過程相結(jié)合，建立了連續(xù)的生產(chǎn)過程（如圖 1.1）[46]。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脂分離提純流程mnolipid separation and purification密，必須采用離心的方法除去細(xì)胞，可以取得理想的離心效果。對(duì)銅綠假單胞菌李糖脂類生物表面活性劑的離心可在 20min 即粗制產(chǎn)品萃取液柱層析酸化、萃取
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：X705

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 肖勇;基于分子生物學(xué)技術(shù)的堆肥微生物群落、功能與應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2672076