高效微生物絮凝菌的筛选及其培养条件的优化

高效微生物絮凝菌的筛选及其培养条件的优化

发布时间：2022-08-25T09:00:25.916Z 来源：《中国科技信息》2022年8期作者：辛雨，林瑞青，宋晓曼，黄辉，付春鹏，李法君[导读] 生物絮团技术是当前水产养殖中非常热门的水处理技术，絮凝菌在生物絮团技术中占据重要地位。

辛雨，林瑞青，宋晓曼，黄辉，付春鹏，李法君

（潍坊科技学院，山东寿光 262700）

摘要：生物絮团技术是当前水产养殖中非常热门的水处理技术，絮凝菌在生物絮团技术中占据重要地位。本实验利用污泥培养絮团，经过初筛，复筛选出絮凝力高效稳定的1株微生物絮凝菌，确定其最佳培养条件，其絮凝活性高达93.4%。为人工构建生物絮团奠定基础，有望快速建立养殖废水生物处理技术。

关键词：微生物絮凝菌；筛选；培养；优化

中图分类号：S966.12 文献标识码：B

1前言

国内外絮凝菌的研究和发展经历了从单一到多元、从低分子到高分子、从无机到有机、从人工合成到天然提取的过程 [1]。微生物絮凝菌具有对环境友好、不会产生二次污染，使用方便的特点，是絮凝剂发展的主导方向[2]，对微生物絮凝菌的研究具有重大的现实意义[3]。

2实验

2.1实验设备

超菌工作台，灭菌锅，烘干机，分光光度计，PH计，摇床，培养箱，分析天平，电子显微镜

2.2实验内容

2.2.1菌种分离纯化

（1）培养基制备

量取所需要的培养液，加入适量琼脂，封口放入高温灭菌锅中灭菌30min，取出后不断搅拌直至琼脂完全溶解，待其稍稍冷却，在超菌工作台上倒入事先灭菌好的培养皿中，每个培养皿约倒入20ml，待其冷却后倒置于恒温培养箱中，24℃下培养2-3d。

（2）平板初筛

取1g分离样品于富集培养基中，24℃振荡培养48后，稀释到一定浓度，吸取 lmL 涂布于分离平板，24℃恒温培养箱中培养两天，观察菌落生长情况，挑取粘稠、表面粗糙的单菌落，移接到斜面培养基上，24℃恒温培养2天转冰箱备用。

（3）摇瓶发酵初筛

将菌种接入到装有发酵培养基的三角瓶中，每株接一瓶，置于摇床中，设置转速120r/min，培养24h。

（4）摇瓶发酵复筛

根据摇瓶初筛结果选出絮凝效果好的优势菌株一株接三瓶进行平行摇瓶发酵，24℃，120r/min摇瓶发酵24h，挑选絮凝率高的菌株。

2.2.2 絮凝率测定

在 150mL三角瓶中加入高岭土0.5g，加入氯化钙1g，再加入100mL蒸馏水，配成高岭土悬液，加人2mL细菌培养液。用分光光度计测其在550nm处的吸光度。以空白培养液代替细菌培养液做对照[4]。

絮凝率 =（A-B）/A ×100％，式中，A为对照上层清液的吸光度。B为样品上层清液的吸光度。

2.2.3 培养条件优化

（1）碳源种类对絮凝效果的影响

保持其他条件不变，分别用淀粉、蔗糖、乳糖等量代替初始发酵培养基中作为碳源的葡萄糖。接种后置于120r/min，24℃条件下培养24h，培养后进行测定，计算絮凝率。

（2）培养温度对絮凝效果的影响

保持其他条件不变，分别在20℃、24℃、28℃、32℃、36℃、40℃条件培养24h，培养后进行测定，计算絮凝率。

（3）初始PH对絮凝效果的影响

保持其他条件不变，PH分别调至5.0、6.0、7.0、8.0、9.0接种后置于120r/min，24℃条件下培养24h，培养后进行测定，计算絮凝率。

3结果与分析

3.1菌种筛选

3.1.1菌体菌落观察形态

经过富集培养，初筛，复筛等一系列操作流程得到的优势菌株。菌落呈白色表面粗糙，无分支，边缘不整齐，富有粘性，易挑起。革兰氏阳性菌，电子显微镜下观察到其为长杆菌，有芽孢。

3.1.2絮凝率分析

根据分离纯化筛选出66株纯种菌株，通过摇瓶初筛结果选出絮凝效果好的11株优势菌株,一株接三瓶进行平行摇瓶发酵，24℃，120r/min摇瓶发酵20h,挑选絮凝率高的菌株。复筛结果见表1。

根据上表可知菌株编号为LB-A2的菌株絮凝率最高，菌株编号为LB-A1，LB-A5的菌株其次。

3.1.3优化条件分析

（1）碳源种类对絮凝活性的影响

从絮凝效果看，不同种类的碳源对该菌株絮凝活性影响不同，从絮凝率由高到低排序来看（葡萄糖＞蔗糖＞乳糖＞淀粉）葡萄糖为该菌株最佳碳源。絮凝率达到90.25%。与其他碳源相比葡萄糖结构简单可以直接利用，故而絮凝活性高。另有研究表明某些菌株胞外多糖水解酶较少，故多糖比单糖难利用[5,6]。

（2）培养温度对絮凝活性的影响

从絮凝效果来看，不同的培养温度对菌株的絮凝活性影响不同，温度过高会破坏菌株的蛋白质和核酸进而导致菌株失活。该菌株的最佳培养温度为24℃，此时絮凝率达到91.72%（图1）。

图1培养温度对絮凝效果的影响

（3）初始PH对絮凝活性的影响

从絮凝效果来看，PH处于7.0~8.0之间时絮凝活性都较高，絮凝率达到93.06%。

4结论

（1）通过分离和筛选得到了，成本低易培养，絮凝活性高的优势菌株LB-A2。

（2）通过单因素试验，单因素实验对菌株的生长情况和培养条件进行了研究,确定了最佳的微生物絮凝菌产生条件：葡萄糖 20.0g；尿素0.5g；氯化钠 0.1g；酵母粉0.5g;磷酸氢二钾 10.0g；磷酸二氢钾 3.0g；硫酸镁 0.2g；无菌水1000mL。初始pH7.0~80，发酵温度24℃，摇床转速120r/min，培养时间24h，菌株在最佳培养基及较优培养条件下培养，絮凝活性高达93.4%，比之前提高了17.8%，优化效果明显。

参考文献

[1]张本兰新型高效、无毒水处理剂微生物絮凝剂的开发与应用.工业水处理,1996,16(1):7~8

[2]DENG S B，BAI R B．HU X M,et al．Characteristics of a bioflocculant produced by Bacillus mucilaginosus and its use in starch wastewater treatment[J]．Appl Microbiol Biotechnol，2003，60(5): 588-593．