銅綠假單胞菌利用烹飪廢油發(fā)酵生產(chǎn)鼠李糖脂的研究.pdf

1、鼠李糖脂無毒，可以生物降解，對(duì)環(huán)境影響小，具有較低的臨界膠束濃度和較高的表面活性，是一種用途廣泛的生物表面活性劑，尤其在促進(jìn)對(duì)難溶有機(jī)物的利用和降解方面占有獨(dú)特地位。鼠李糖脂可以利用多種疏水性和親水性的底物作為碳源。目前多用各類植物油和烷烴作為碳源，產(chǎn)量普遍在5-100g/L。而在以烹飪廢油為底物的發(fā)酵中，鼠李糖脂產(chǎn)量相對(duì)較低，使其還無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)的目的在于尋找一株優(yōu)良的銅綠假單胞菌，通過改良實(shí)驗(yàn)條件，使它具有較強(qiáng)的

2、分泌鼠李糖脂以及利用廢油的能力，并初步探索其在工業(yè)規(guī)模水平生產(chǎn)鼠李糖脂的可行性。 本文分以下4個(gè)部分：第一部分，菌株篩選。從本地幾處被油類污染的環(huán)境中獲取若干菌株，經(jīng)過顯微鏡鏡檢、CTAB平板篩選、發(fā)酵液形態(tài)觀察和分泌產(chǎn)物分析，綜合上述結(jié)果確定菌株為銅綠假單胞菌。并通過產(chǎn)量對(duì)比，選其一最佳菌株，命名為P.aeruginosaZJU.ul，進(jìn)行后繼研究。其在4％(v/v)的廢油濃度下，能獲得最佳的鼠李糖脂產(chǎn)量。該菌株具有良好的乳化

3、廢油以及利用廢油的性能。對(duì)該菌株發(fā)酵前后廢油剩余組分的氣相色譜分析可知，該菌株均衡地利用廢油的各組分，未對(duì)其中某些組分表現(xiàn)出明顯的選擇性。 第二部分，通過紫外誘變提高鼠李糖脂產(chǎn)量。在鼠李糖脂高產(chǎn)菌株的選育過程中，通過三次紫外誘變，并結(jié)合自然分離進(jìn)行復(fù)篩，最終獲得高產(chǎn)突變株P(guān).aeruginosaZJU.ulM，其產(chǎn)鼠李糖脂的能力比出發(fā)菌株提高了將近一倍，從12.47g/l上升到24.6lg/l(搖瓶發(fā)酵120小時(shí))。此外，突變株

4、遺傳穩(wěn)定性好，符合工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)對(duì)菌種長(zhǎng)期穩(wěn)定的要求。 第三部分，培養(yǎng)基優(yōu)化。在得到一株優(yōu)良誘變菌株以后，再次對(duì)其進(jìn)行了最優(yōu)初始碳源含量的研究，結(jié)果和誘變前保持一致，再次證明了在以廢油為唯一碳源的發(fā)酵過程中確實(shí)存在著一個(gè)最優(yōu)的初始含量值。在對(duì)廢油的元素成分進(jìn)行分析以后，采用多因素試驗(yàn)正交優(yōu)選法，改變N、P、Mg、Ca、Fe的濃度，得到一優(yōu)化培養(yǎng)基，利用其進(jìn)行搖瓶發(fā)酵鼠李糖脂產(chǎn)量最高可達(dá)32.2g/L，廢油利用率在80％左右。

5、 第四部分，利用攪拌通氣式反應(yīng)器發(fā)酵鼠李糖脂。大量產(chǎn)生的泡沫對(duì)傳氧和罐壓都有很大影響，通過安裝泡沫回收裝置，能部分消除其影響。在反應(yīng)器內(nèi)，菌株P(guān).aeruginosazju.ulM的生長(zhǎng)迅速，鼠李糖脂積累快，發(fā)酵周期短，在優(yōu)化前后的廢油培養(yǎng)基條件下，發(fā)酵終點(diǎn)產(chǎn)量分別可達(dá)18.31g/L和24.61g/L。但是，反應(yīng)器內(nèi)糖脂產(chǎn)量都不如搖瓶理想。通過對(duì)去菌體發(fā)酵液和粗提物在不同稀釋倍數(shù)下的表面張力值得測(cè)定發(fā)現(xiàn)，鼠李糖脂可能并不是在發(fā)酵