基于BP神经网络的产絮菌发酵参数的优化

为优化对产絮菌克雷伯氏菌(Klebsiella. sp.)的发酵参数,首先用正交实验量化絮凝菌发酵参数对絮凝率和产率的影响度,确定温度、摇床转数、pH 3个影响度较高的发酵参数作为神经网络的输入,絮凝率和产率为输出,同时设计了训练样本．经过反复训练,建立了准确度高、误差小的预测模型,并利用该模型实现发酵参数双指标的全局优化,其最优发酵条件为温度33 ℃、摇床转数141 r／min、pH 7.90,经验证此条件下实际絮凝率和产率分别为92.67％和2.180 9 g／L,絮凝率提高了4.08％,产率提高了14.36％,使生物絮凝剂产量低的问题得以初步改善．利用所建立模型预测生物絮凝菌F+在发酵罐中的发酵过程,仿真误差较小．     

固定化产絮菌生产生物絮凝剂的研究

为降低发酵成本及实现生物絮凝剂的连续发酵生产,采用吸附法固定化生物絮凝剂产生菌,发酵生产生物絮凝剂.从载体稳定性、生物絮凝剂产量、发酵液絮凝率等方面对比颗粒活性碳、聚氨酯泡沫和菌丝球3种固定化载体性能,并优化了活性碳和菌丝球两种载体的固液比.结果表明:颗粒活性碳、聚氨酯泡沫和菌丝球均可有效固定化产絮菌F+,采用颗粒活性碳和菌丝球两种载体固定化发酵的生物絮凝剂产率高于聚氨酯泡沫载体.载体吸附试验表明:菌丝球载体对于产絮菌F+的24h吸附率高于颗粒活性碳载体;使用菌丝球固定化发酵时,固液比1.0 g/L,发酵时间24h,粗提生物絮凝剂2.234 g/L,比传统分批发酵生物絮凝剂的产量提高14％.摇瓶试验表明,3种载体均可连续使用15次以上.从发酵液絮凝率和成本两方面考虑,确定活性碳和菌丝球两种载体的最适固液比均为1 g/L.     

同步代谢戊糖、己糖产絮菌的选育

以玉米秸秆为廉价基质,可以有效降低生物絮凝剂合成成本.用1.7%的稀硫酸水解玉米秸秆,获得含有戊糖木糖、己糖葡萄糖的水解液,戊糖很难被微生物代谢.获得能同步代谢戊糖、己糖的产絮菌,是玉米秸秆高效转化为生物絮凝剂的关键.本研究以玉米秸秆水解液为基质选育出产絮菌W4,探讨该菌株同步代谢戊糖、己糖的能力.结果显示,菌株W4经16S r DNA鉴定为枯草芽孢杆菌Bacills subtilis,其代谢葡萄糖速率(0.27 g·L-1·h-1)大于代谢木糖速率(0.14 g·L-1·h-1),表明菌株W4能够同步代谢木糖、葡萄糖.菌株W4在木糖和葡萄糖培养基中合成生物絮凝剂的絮凝率分别为96%和97%.经红外光谱分析W4生物絮凝剂的主要成分为多糖和蛋白.     

秸秆资源化制取生物絮凝剂

目的探讨不同预处理的方法,找到合适的预处理条件,利用秸秆制取生物絮凝剂．方法采用不同质量分数的酸碱进行秸秆预处理试验,在此基础上采用两段式发酵方法制取生物絮凝剂．结果碱液预处理后粗纤维素含量明显增加,而酸处理后粗纤维素含量增幅很小．碱液质量分数越高越有利于提高粗纤维素含量,高温加热处理也可提高粗纤维素含量;碱液处理后稻草降解率最高可达72．47％,而酸液处理后稻草降解率最高可达44．06％;0．5％稀碱处理后的稻草降解率要高于1％碱处理后的稻草．结论从微生物利用难易程度和实际生产的角度考虑,预处理用0．5％碱来实现是较好的选择,采用此预处理方法制取的生物絮凝剂絮凝率可达到90％以上．预处理是秸秆降解的关键技术条件,秸秆经过有效地预处理后,可以作为廉价原料生产絮凝剂．     

煤炭絮凝微生物球红假单胞菌光谱及电镜研究

选择对煤炭具有良好絮凝效果的球红假单胞菌作为煤炭微生物絮凝剂产生菌进行培养与提纯.采用紫外光谱、红外光谱及扫描电镜等对其成份与结构进行测试分析.研究结果表明,球红假单胞菌生物提取物中含有羧基,包含多糖等具有絮凝作用的组分,不含蛋白质和核酸成分,絮凝物结构致密,由大量的类球状物质组成,并具有较多的吸附位点等,为揭示球红假单胞菌对煤炭的絮凝机理提供了重要的参考依据.     

高效微生物絮凝剂产生菌BJ-Ⅰ的筛选鉴定及絮凝特性研究

从活性污泥中筛选出1株高效微生物絮凝剂产生菌BJ-Ⅰ,其絮凝率达87．6％．通过生理生化分析及16S rDNA序列鉴定该菌株为短芽孢杆菌（Bacillus brevis）．该菌产絮凝剂的最适碳源和氮源分别为20g/L的葡萄糖和2．0g／L的蛋白胨;适宜的初始pH和培养温度分别为7．0和30℃;在培养基中添加0．5g／L的Mg^2＋有利于菌体生长,但对絮凝剂合成无影响．对该絮凝剂的特性研究结果表明：菌液投放量3％、pH值在5．9、温度为60℃条件下絮凝效果最好,加入浓度为8％的Ca^2＋可显著提高其絮凝活性．实验证明,该菌起絮凝作用的物质存在于发酵液中,主要成分为杂多糖．     

高效絮凝菌的鉴定及絮凝特性研究

从含油废水曝气池活性污泥中筛选6株具有絮凝特性的菌株,命名为:F1、F2、F3、F4、F5、F6.为了研究絮凝菌的分类及絮凝特性,采用16SrDNA序列方法对6株絮凝菌进行鉴定分类;利用紫外扫描光谱与红外光谱扫描光谱分析絮凝活性成分.鉴定结果表明:6株絮凝菌分别与芽孢杆菌属、农杆菌属、库克菌属聚为一类,特征基本一致,具有99%同源性;絮凝测定结果显示,絮凝率在69%以上,其中F2、F3、F5、F6的絮凝率高于80%.将上述4株絮凝菌进行双菌混合培养试验,结果显示:F2和F6组合絮凝活性最佳,均优于各单菌,絮凝剂的有效成分为多糖类物质.     

生物絮凝剂在处理洗煤废水中的应用

通过对白腐真菌的生物学培养特性研究,获得最佳培养条件：在转速160r／min、温度30℃、稻壳浸出液90mL、葡萄糖质量浓度35g／L、pH3．5的条件下,生长势最好;分析了煤水中煤泥颗粒组成,发现其粒度小于0．045mm的含量占55．93％,而大于0．25mm的含量仅占3．75％,说明煤泥水中细粒含量较多,靠自身重力难以沉降;探讨了pH、生物絮凝剂用量、搅拌方式和金属离子等单因素对煤泥水絮凝效果的影响,通过正交试验进一步优化了该菌所产絮凝剂对煤泥水絮凝效果的条件．结果表明当煤泥水质量浓度27．42g／L、助凝剂（CaCl2）质量浓度5．0g／L、二段式搅拌、pH11和絮凝剂体积浓度15mL／L时,其絮凝活性最佳,可达98．71％;进一步实验表明,絮凝活性物质绝大部分存在于细胞外,是微生物在发酵过程中菌体细胞产生的胞外分泌物．     

絮凝剂产生菌絮凝活性分布及其发酵条件优化

以微生物絮凝剂产生菌EA为研究菌株进行种子培养和发酵,分析其絮凝活性的分布,然后对其发酵条件进行优化．选取不同的物质作为碳源、氮源,通过测量发酵产物的絮凝率来进行比较分析,对培养基初始pH、培养温度、接种量等主要发酵条件进行单因子实验和正交实验．结果表明：最有利的碳源氮源分别是葡萄糖和酵母膏;最有利的培养条件是初始pH值7．5、培养温度37℃、接种体积分数4％．经过优化培养之后发酵液对高岭土的絮凝率从71．7％提高到78．5％．     

聚硅酸铝钙-纤维素复合絮凝剂的絮凝性能研究

以硅酸钠、无水氯化钙、硫酸铝、羧甲基纤维素钠作为原料,在最佳条件出制备出聚硅酸铝钙-纤维素复合型絮凝剂(PSiAlCa-CMC),然后用其来处理模拟的松花江水样。将此絮凝剂投加到模拟松花江水样中,探究应用条件对絮凝效果的影响。结果表明,投加量为2.0 ml/L、絮凝时间为20 min、搅拌速度为100～140 rpm、水样温度为15℃～20℃、pH为5～6时,制备的PSiAlCa-CMC复合型絮凝剂对模拟松花江水样的絮凝效果良好,色度均到达98％以上,浊度均达到92％以上,结果表明,我们得到的絮凝剂成功絮凝水中杂质,色度、浊度去除率显著,适用于松花江水的絮凝处理。     

The flocculation efficiency of compound bioflocculant by flocculant-producing bacteria

Bioflocculant is one of the metabolic products bymicrobes, which has high contents of glucoprotein,polyoses, protein, cellulose and DNA. In recentyears,bioflocculant has attracted great attention due to its bio-degradability and the harmlessness of their degradationintermediates toward the ecosystem[1]. Several biofloc-culants from different microorganisms have been repor-ted recently. In these studies, more attention is focusedon the bacterias such asAspergillus sojae[2],Rhodococcus erythro…     

生物絮凝剂产生菌的筛选及培养条件优化

从林下土壤中筛选得一株产絮凝剂的细菌XMX-1(其产生的絮凝剂命名为XMX-1F);研究结果表明:玉米淀粉、玉米浆是廉价的碳氮源;通过乙醇提取的方法,从发酵液离心后的上清液中获得絮凝剂粗产品7.685g／L;通过蒽酮反应、紫外扫描以及红外扫描等多种方法手段分析确认XMX-1F是以多糖为主的高分子絮凝剂,多糖含量为77-87％;在实际废水处理方面,通过XMX-1F对模拟洗煤废水的应用研究表明,其应用到处理实际洗煤废水中的前景是可观的.     

Two-step fermentation process and the corresponding study on its enzymology characteristics

Strain HIT-3,which has good performances in cellulose degradation,was isolated from the campus soil. Based on the identification of conservative sequences 16S rDNA and the analysis of physiological-biochemical characteristics,HIT-3 was identified as Achromobacter xylosoxidans. Denitrificans. A two-step fermentation process was conducted by adopting compound-bioflocculant-producing flora constructed by cellulose-degrading bacterium HIT-3 and flocculating bacterium F2. The cellulose degradation metabolites of HIT-3 was taken as substrates by flocculating bacterium F2,by which excellent compound bio-flocculant was obtained. In addition,the enzymology characteristics of HIT-3 were investigated when cultured in cellulose media,which utilized CMC-Na as its sole carbon. The results show that HIT-3 achieves a climax of 67.6 U/mL of enzyme production after incubation for 6 d,and the organic carbons produced are sufficient as the substrates required by the fermentation of flocculating bacterium F2(flocculating efficiency of 85.6%),which makes it feasible to reuse bioenergy.     

微生物絮凝剂产生菌的筛选

以活性污泥作为菌种来源,采用常规微生物学方法分离到157株菌株,初筛后有21株菌株有絮凝活性,经复筛后有1株菌株C12絮凝活性最高.经与聚铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)比较,该菌株所产微生物絮凝剂沉降速度快,絮凝率高,显示了该微生物絮凝剂良好的实际应用前景.对其生长曲线的研究表明,C12菌株的絮凝活性与菌体生物量呈正相关性,且培养24h即可达到最高絮凝活性.     

葡萄废渣固体发酵生产单细胞蛋白

以葡萄废渣为唯一的碳源, 对固体发酵生产单细胞蛋白(SCP)进行了一系列的研究。选用2 株酵母菌和2 株霉菌进行不同组合的培养, 选取最佳的组合方式, 考察了影响单细胞蛋白生产的各个因素, 如菌种的接种量, 培养基中水的质量分数、发酵时间、发酵温度、培养基外加氮源的种类以及氮源的添加量等。并设计正交实验,初步确定了优化的培养条件, 即菌种接种量为15 %, 培养基中水的质量分数为60 %, 30 ℃培养72 h , 以尿素为氮源,发酵样品中添加质量分数为6 %的尿素。在此培养条件下发酵产物的粗蛋白的质量分数可达到发酵前葡萄废渣粗蛋白质量分数的2 倍以上。     

Screening and flocculating properties of bioflocculant-producing microorganisms

Screening of bioflocculant-producing microorganisms was carded out. A strain that secreted excellent bioflocculant was isolated from municipal sewage using the spread plate technique, identified as Klebsiella sp. by the analytical profile index （API） identification system, and named A9. Several important factors that had an effect on A9＇s bioflocculant-producing and flocculating activity were studied. A total of 4 g/L Kaolin suspension was used to measure the flocculating activity of the bioflocculant from A9. It was found that maltose and urea were Ag＇s best carbon and nitrogen sources, respectively, and the flocculating activity of the flocculating agent from A9 was markedly increased by the addition of trivalent cations such as Fe^3＋ and Al^3＋; furthermore, the bioflocculant produced by A9 was most effective when the pH value was 6.0.     

阿魏酸酯酶基因工程菌发酵条件优化

以本实验室前期构建的重组大肠杆菌工程菌株为基础,为提高阿魏酸酯酶的表达量,通过试验设计,对工程菌株目的蛋白可溶表达条件进行优化。实验采用250 mL三角瓶中,内含50 mL(Amp 100 mg/L)的LB培养基,分别研究诱导温度、诱导物IPTG浓度、诱导时机和诱导时间等对蛋白可溶表达量的影响。确定了阿魏酸酯酶工程菌可溶性表达最优条件为:过夜培养菌体以1∶100比例接种新鲜培养基,摇床转速200 rmp/min,在37℃下培养至OD600值为1.0时,添加终浓度为0.01 mM的IPTG进行诱导,诱导温度30℃,诱导时长为9 h,最终单位发酵液的酶活力为400 U/L。以上数据为阿魏酸酯酶重组工程菌的工业应用奠定了基础。     

产絮凝剂微生物的分离与鉴定及其絮凝剂特性

从污水处理厂活性污泥中经富集、分离得到一株产絮凝剂的细菌Z-052,其发酵液对高岭土的絮凝效果达90%以上。采用16S rDNA序列分析法对该株菌进行鉴定,其核苷酸序列与Dia-phorobacter nitroreducens的同源性为98%,登录号AB076856.1,在细菌系统发育分类学上属于Diaphorobacter属。Zn2+离子对絮凝的促进作用效果最好,絮凝剂在100℃沸水中加热35 min絮凝活性下降小于5%。Z-052絮凝剂对活性炭、土壤、酵母等固体颗粒悬液的絮凝活性分别达到95.1%、80.4%和72.4%。