菲律賓蛤仔黏附污泥生物絮凝劑絮凝機制研究.pdf

1、微生物絮凝劑是通過細菌、真菌等微生物發(fā)酵、抽提、純化而得到無毒無害、易降解的天然高分子化合物。微生物絮凝劑的化學(xué)組成分析顯示其主要成分是多糖及少量的多肽、蛋白質(zhì)、脂類及其復(fù)合物。微生物絮凝劑具有良好的絮凝脫色功能，在食品工業(yè)、環(huán)保領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
　　菲律賓蛤仔是我國的四大養(yǎng)殖貝類之一，廣泛分布在我國南北海區(qū)。養(yǎng)殖時發(fā)現(xiàn)菲律賓蛤仔生長區(qū)附近的水質(zhì)特別清澈，猜想是菲律賓蛤仔吐出的黏附污泥使周圍的懸浮顆粒沉降下來。這一生態(tài)現(xiàn)象可能

2、與黏附污泥中的微生物絮凝劑有關(guān)，為此本文做了以下幾方面工作:
　　(1)活性物質(zhì)的提取
　　本研究直接從養(yǎng)殖場原產(chǎn)地的菲律賓蛤仔黏附污泥中提取了多糖。采用單因素實驗考察提取溫度、提取時間、提取次數(shù)、水料比對菲律賓蛤仔黏附污泥多糖產(chǎn)率的影響。在單因素研究的基礎(chǔ)上，通過Design Expert8.0.6.1(trial)設(shè)計實驗得到菲律賓蛤仔黏附污泥多糖的最佳提取工藝為提取溫度91.59℃、提取時間4.07h、水料比20.07

3、mL/g。在此工藝條件下，每5Kg菲律賓蛤仔實際提取的黏附污泥多糖為116.57±1.19mg，與RSM模型預(yù)測結(jié)果122.45mg基本一致。
　　(2)活性物質(zhì)的分離純化
　　進一步對水提醇沉的多糖RPMP(Ruditapes philippinarum conglutination mudpolysaccharide)進行seveg法脫蛋白，用紫外光譜掃描(UV)檢驗蛋白是否除凈;然后通過陰離子纖維素交換柱DEAE-52

4、和Sephadex G100分子篩進一步純化得到兩組分RPMP-1和RPMP-2;接著對RPMP、RPMP-1、RPMP-2進行各種理化性質(zhì)分析。結(jié)果表明:RPMP由97.76％(w/w)總糖和1.24％(w/w)蛋白質(zhì)組成;FT-IR顯示RPMP-1、RPMP-2都含有羥基、羧基、羰基;HPLC顯示RPMP-1和RPMP-2均是由甘露糖、氨基葡萄糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、氨基半乳糖、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、巖藻糖組成

5、。GPC測得RPMP-1和RPMP-2的相對分子質(zhì)量分別是5.7KDa和18KDa。
　　(3)活性物質(zhì)的絮凝活性測試
　　原產(chǎn)地菲律賓蛤仔黏附污泥以及提取純化的RPMP、RPMP-1、RPMP-2對高嶺土的絮凝活性分別進行了探究。原產(chǎn)地新鮮黏附污泥在8g/L時對海水和淡水高嶺土懸濁液的最高絮凝率分別高達91.79％±2.18％和86.69％±2.13％; RPMP、RPMP-1、RPMP-2相對于原泥的絮凝活性均有所減弱;

6、但RPMP-1、RPMP-2按適當?shù)膭┝拷M合能顯著提高絮凝活性，當同時投加180μg/L RPMP-1和80μg/L RPMP-2時，絮凝活性提高到65.58±1.64％。
　　(4)菲律賓蛤仔污泥生態(tài)關(guān)系的探究
　　用抗生素和泥沙調(diào)控細菌、真菌、無菌蛤仔、棲息地泥沙四個因素，以暫養(yǎng)后蛤仔所吐黏附污泥的絮凝、脫色性能為指標，分析以上各因素在菲律賓蛤仔產(chǎn)生黏附污泥絮凝劑及具備沉淀性能方面所起的作用;對各組的吐泥分別進行高通量測

7、序檢測其中微生物的種類和豐度。結(jié)果顯示，泥沙組的微生物種類和豐度高于未加泥沙組，原始對照組的微生物種類和豐度多于抗生素組。
　　通過對原生態(tài)黏附污泥中活性物質(zhì)的提取、分離和純化發(fā)現(xiàn)多糖是產(chǎn)生絮凝活性的主要物質(zhì);通過暫養(yǎng)系統(tǒng)各個生態(tài)因素進行獨立分析可知細菌是產(chǎn)生活性胞外物質(zhì)(MBF)的主要微生物，真菌和蛤仔本身對絮凝作用的影響甚少;同時泥沙對絮凝效果有積極的促進作用。這些有機和無機組分是黏附污泥絮凝劑發(fā)揮優(yōu)良絮凝性能必不可少的因素。