专利名称：一种以马铃薯淀粉废水为原料制备微生物絮凝剂的方法
技术领域：
本发明涉及一种微生物絮凝剂的制备方法，尤其涉及一种以马铃薯淀粉废水为原料制备微生物絮凝剂的方法。
背景技术：
我国是马铃薯产量大国，其种植面积世界第二，与小麦和玉米同为工业淀粉的主要加工原料。近年来，随着淀粉加工业的迅速发展，我国年加工马铃薯约300万吨，产生废水约800万吨。马铃薯淀粉废水属于高浓度有机废水，含有各种糖类、多种氨基酸、脂肪、有机酸、维生素以及酶类等，化学需氧量(COD)高，约为800(T40000 mg/L，可生化性良好，具有作为发酵培养基的潜质。若如果直接排放，会造成水体富营养化等环境危害。目前，马铃薯淀粉废水处理方法包括物理化学方法和生物处理法，但在实际运用中都会遇到各种问题，如采用传统絮凝剂如聚丙烯酰胺、氯化铁、硫酸铝，不仅对环境造成二次污染，而且对人类健康造成威胁；生物处理法包括厌氧生物处理和好氧生物，但生物处理受温度影响大，而且我国马铃薯淀粉加工一般为9月至第二年3月，此时间段我国北方气温较低，因此生物处理效率低、耗时长且占用场地大。微生物絮凝剂(MBF)是一类由微生物产生的可使液体中不易沉降的固体悬浮颗
粒、菌体细胞及胶体粒子凝集、沉淀的高分子物质，包括糖蛋白、多聚糖、蛋白质、纤维素、月旨
类、糖脂和核酸。微生物絮凝剂具有生物可降解性和其降解产物对生态环境无害以及絮凝 效果好、使用范围广等特点，所以MBF越来越得到各国研究者的关注。马铃薯淀粉废水营养
丰富，因此可以作为絮凝微生物生长生产MBF的营养基质，这样不仅减轻了马铃薯淀粉废
水的处理压力，而且实现了马铃薯淀粉废水的资源再利用，具有较好的环境效益和经济效.、
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发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、易于实施的以马铃薯淀粉废水为原料制备微生物絮凝剂的方法。为解决上述问题，本发明所述的一种以马铃薯淀粉废水为原料制备微生物絮凝剂的方法，包括以下步骤
⑴筛选出微生物絮凝剂菌株，该菌株为Candida其在中国微生物菌种保藏管
理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC No 7032 (保藏单位地址北京市朝阳区北辰西路I号院3号中国科学院微生物研究所；保藏日期2012年12月24日)；
⑵Candida anglica菌株一级种子液的制备将Candida anglica斜面菌种接种于马铃薯葡萄糖液体培养基广2环，在25 30°C、摇床转速为13(Tl80 r/min的条件下培养24 48h，即得细胞浓度为1. 2 X IO6个/mL的一级种子液；
⑶发酵培养基的制备选用化学需氧量COD为820(T8300 mg/L的马铃薯淀粉废水作为营养基质，按100 mL所述马铃薯淀粉废水添加I mL甘油作为外加碳源，5 mg (NH4) 2S04作为氮源，IOmg MgCldP !O mg KH2PO4作为矿质营养,均质后即得发酵培养基；
⑷具有絮凝活性的发酵液的制备将所述一级种子液以体积比8 12%的接种量接种于所述发酵培养基中，控制所述发酵培养基初始PH值为5 6，在25 30°C、摇床转速为13(Tl80r/min的条件下发酵时间45飞5 h，即得具有絮凝活性的发酵液；
(5)纯化提取将所述具有絮凝活性的发酵液以350(T4500r/min速率离心2(T40min，得到上清液A;在所述上清液A中加入其体积2 4倍的无水乙醇并在Γ Ο 条件下静置1(T14 h后，以500(T7000 r/min速率离心1(T30 min，得到沉淀物A ;所述沉淀物充分溶解于去离子水中，再以350(T4500r/min速率离心2(T40 min，去除不溶物，得到上清液B ;所述上清液B中加入其体积2 4倍的无水乙醇并在Γ Ο 条件下静置1(T14 h后，回收沉淀物B，对该沉淀物B进行冷冻干燥至恒重，即得絮凝剂粗提物。所述步骤⑴中的菌株是指以污水处理厂二沉池的活性污泥为菌株分离材料，以马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)作为分离培养基，采用常规平板分离方法获得多株纯菌株，该多株纯菌株分别以广2环接种量接种于马铃薯葡萄糖液体培养基中，在温度为25 30°C、速率为13(Tl80r/min的条件下经摇瓶液体培养48h，测定其对高岭土具有絮凝活性后即得。本发明与现有技术相比具有以下优点1、据文献报道，张迎明利用筛选出的127号球菌对啤酒废水所产絮凝剂的高岭土悬浊液絮凝率为88. 2% ;王有乐利用两株根霉M9和M17对淀粉废水发酵的复合型微生物絮凝剂对高岭土悬浊液的絮凝率为92. 67%。Wang等利用Klebsiella mobilis对牛奶加工废水产生的絮凝剂对高岭土悬池液的絮凝率为95. 4% ；Xia等利用proteus mirabilis TJ-1所产絮凝剂对高岭土悬浊液的絮凝剂为93. 13%。而采用本发明方法生产的微生物絮凝剂絮凝活性高，当在IL高岭土悬浊液中添加13. 6mg本絮凝剂，其发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率可达 94. 6%ο2、采用本发明方法生产微生物絮凝剂具有很好的环境效益，经发酵提取絮凝剂后的废水COD、SS、TN、TP、pH均大幅度下降，见表I。表I发酵后废水水质特性
权利要求
1.一种以马铃薯淀粉废水为原料制备微生物絮凝剂的方法，包括以下步骤 ⑴筛选出微生物絮凝剂菌株，该菌株为Candida其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC No 7032 ； ⑵Candida anglica菌株一级种子液的制备将Candida anglica斜面菌种接种于马铃薯葡萄糖液体培养基广2环，在25 30°C、摇床转速为13(Tl80 r/min的条件下培养24 48h，即得细胞浓度为1. 2 X IO6个/mL的一级种子液； ⑶发酵培养基的制备选用化学需氧量COD为820(T8300 mg/L的马铃薯淀粉废水作为营养基质，按100 mL所述马铃薯淀粉废水添加I mL甘油作为外加碳源，5 mg (NH4) 2S04作为氮源，IOmg MgCl2和10 mg KH2PO4作为矿质营养,均质后即得发酵培养基； ⑷具有絮凝活性的发酵液的制备将所述一级种子液以体积比8 12%的接种量接种于所述发酵培养基中，控制所述发酵培养基初始PH值为5 6，在25 30°C、摇床转速为13(Tl80r/min的条件下发酵时间45飞5 h，即得具有絮凝活性的发酵液； (5)纯化提取将所述具有絮凝活性的发酵液以350(T4500r/min速率离心2(T40min，得到上清液A;在所述上清液A中加入其体积2 4倍的无水こ醇并在4 10で条件下静置1(T14 h后，以500(T7000 r/min速率离心1(T30 min，得到沉淀物A ;所述沉淀物充分溶解于去离子水中，再以350(T4500r/min速率离心20 40 min，去除不溶物，得到上清液B ;所述上清液B中加入其体积2 4倍的无水こ醇并在4 10で条件下静置1(T14 h后，回收沉淀物B，对该沉淀物B进行冷冻干燥至恒重，即得絮凝剂粗提物。
2.如权利要求1所述的ー种以马铃薯淀粉废水为原料制备微生物絮凝剂的方法，其特征在于所述步骤⑴中的菌株是指以污水处理厂ニ沉池的活性污泥为菌株分离材料，以马铃薯葡萄糖琼脂培养基作为分离培养基，采用常规平板分离方法获得多株纯菌株，该多株纯菌株分别以广2环接种量接种于马铃薯葡萄糖液体培养基中，在温度为25 30°C、速率为130^180r/min的条件下经摇瓶液体培养48h，測定其对高岭土具有絮凝活性后即得。
全文摘要
本发明涉及一种以马铃薯淀粉废水为原料制备微生物絮凝剂的方法，该方法包括以下步骤⑴筛选出微生物絮凝剂菌株Candidaanglica；⑵制备Candidaanglica菌株一级种子液；⑶制备发酵培养基；⑷制备具有絮凝活性的发酵液；⑸纯化提取将具有絮凝活性的发酵液经纯化提取、冷冻干燥后即得絮凝剂粗提物。本发明工艺简单，发酵周期短，易于实施，环境效益和经济效益显著，适合工业化生产和推广。
文档编号C12R1/72GK103045649SQ20131001002
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者贠建民, 颜东方, 张紊玮, 艾对元 申请人:甘肃农业大学