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产生物表面活性剂低温菌的筛选及初步应用研究

作　者: 刘畅
导　师: 王宏燕
学　校: 东北农业大学
专　业: 微生物学
关键词: 低温 生物表面活性剂 筛选 发酵条件 秸秆还田
分类号: TQ423
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


生物表面活性剂是一类由微生物产生的具有有效表面活性的代谢产物,除具有与化学表面活性剂相同的特性外,还具有化学表面活性剂所不具有的环境相容性好及可利用原位合成降低成本等优点。目前产生物表面活性剂的微生物多为常温菌,而对低温产生物表面活性剂的微生物少有研究。为此,本研究旨在筛选低温环境下产生物表面活性剂的细菌并对其发酵条件进行优化,在室内模拟秸秆还田条件下,研究低温菌及其所产生物表面活性剂对秸秆降解、土壤化学和土壤微生物学特性的影响。为拓宽生物表面活性剂的应用领域、明确其在低温环境下秸秆还田的应用潜力进行有益的探索和尝试,得到以下结论。采用血平板培养基及蓝色凝胶平板培养基初筛、排油圈法复筛,从低温环境下自然腐烂秸秆中分离筛选到4株产生物表面活性剂的低温细菌。通过测定表面张力进一步复筛,获得一株产生物表面活性剂能力较强的菌株B-17,并对其进行生理生化特征鉴定及16SrDNA序列分析,确定该菌株在分类学地位上属于理研菌属(Petrimonas sp.)。对菌株B-17所产生物表面活性剂提取纯化及红外光谱分析表明,菌株B-17所产生物表面活性剂为糖脂类表面活性物质。发酵液乳化能力测定表明,菌株B-17发酵液有良好的乳化能力,在5d内仍能保持在75%,具有很好的增溶效果。采用单因素试验及正交试验对菌株B-17发酵培养基组分和培养条件进行优化。确定菌株B-17产生物表面活性剂的最佳培养基组成为(g/L)：蔗糖20,尿素4, Na2HPO41.5, K2HPO41.5, MgSO41, NaCl8。确定最佳培养条件为：培养温度10℃,初始pH值7,接种量8%、装液量为50mL/250mL三角瓶。在最优发酵条件下,发酵5d后发酵液表面张力降到最低,由初始72.0mN·m-1降低至27.6mN·m-1,较优化前相比降低了9.86mN·m-1。室内模拟秸秆还田试验表明,添加不同量的菌株B-17的发酵原液、去菌体发酵原液均能提高土壤中细菌和放线菌的数量和土壤中脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、纤维素酶和中性磷酸酶的酶活性以及土壤养分的含量,促进了秸秆的降解,其中以菌株B-17的发酵原液、去菌体发酵原液的添加量为30mL/kg尤为明显。从总体上来看,以去菌体发酵原液处理更具优势。

全文目录


摘要  8-9
Abstract  9-11
1 前言  11-23
  1.1 研究的目的和意义  11-12
  1.2 国内外研究进展与现状  12-21
    1.2.1 生物表面活性剂概述  12-19
    1.2.2 低温微生物及其适冷机理  19-20
    1.2.3 秸秆还田的效应  20-21
  1.3 研究主要内容  21
  1.4 技术路线  21-22
  1.5 课题来源  22-23
2 材料与方法  23-32
  2.1 产生物表面活性剂低温细菌的筛选与鉴定  23-26
  2.2 生物表面活性剂的提取、分析与鉴定  26-27
  2.3 产生物表面活性剂低温细菌发酵条件的优化  27-29
  2.4 生物表面活性剂对室内模拟秸秆还田的影响研究  29-32
3 结果与分析  32-56
  3.1 产生物表面活性剂低温细菌的筛选与鉴定  32-36
    3.1.1 菌株的筛选  32-33
    3.1.2 菌株的鉴定  33-36
  3.2 生物表面活性剂的鉴定与理化性质研究  36-38
    3.2.1 菌株B-17发酵产物的表面活性物质分析  36
    3.2.2 生物表面活性剂的红外光谱扫描结果  36-37
    3.2.3 菌株B-17发酵产物带电性能的检测结果  37
    3.2.4 菌株B-17发酵液乳化性能及表面张力测试  37-38
  3.3 产生物表面活性剂低温细菌发酵条件的优化  38-46
    3.3.1 不同碳源对菌体生长和产生物表面活性剂的影响  38-39
    3.3.2 不同氮源对菌体生长和产生物表面活性剂的影响  39-40
    3.3.3 不同接种量对菌体生长和产表面活性剂的影响  40-41
    3.3.4 不同NaCl浓度对菌体生长和产生物表面活性剂的影响  41-42
    3.3.5 不同装液量对菌体生长和产生物表面活性剂的影响  42-43
    3.3.6 不同初始pH值对菌体生长和产生物表面活性剂的影响  43-44
    3.3.7 不同培养温度对菌体生长和产生物表面活性剂的影响  44
    3.3.8 菌株B-17发酵条件优化的正交试验  44-46
    3.3.9 验证实验  46
  3.4 生物表面活性剂对室内模拟秸秆还田的影响研究  46-56
    3.4.1 生物表面活性剂对土壤微生物数量的动态变化  46-48
    3.4.2 生物表面活性剂对土壤酶活性的动态变化  48-53
    3.4.3 生物表面活性剂对秸秆降解率的影响  53-54
    3.4.4 生物表面活性剂对土壤养分的影响  54-56
4 讨论  56-59
5 结论  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-68
攻读硕士学位期间发表的学术论文  68

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 试剂与纯化学品的生产 > 表面活性剂
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