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光合细菌利用工业有机废水产生5-氨基乙酰丙酸的研究

刘秀艳  
【摘要】: 5—氨基乙酰丙酸(ALA)是一种无公害绿色的除草剂、光动力学剂、 杀虫剂、抗微生物药剂、植物生长促进剂。光合细菌生物合成ALA因工艺 简单、产率高,具有工业化生产潜力,倍受国外研究者及产业界的关注。本 论文主要研究了产ALA光合细菌的分离和选育及其利用有机废水产生ALA 的潜力。 从不同生境分离的36株光合细菌菌株中,经初筛获得7株ALA产量较 高的菌株。经复筛,发现99-28菌株的ALA产量较高,达3.145mg/l。对99-28 菌株进行形态、生理生化鉴定,确定该菌株属紫色非硫红假单胞菌属。该菌 株的最适培养条件:pH7.5,光照强度3000Lux,酵母膏浓度0.2%。 采用紫外线对出发菌株99-28进行诱变处理,从大量诱变菌株中筛选出 高产菌株L-1。L-1菌株产ALA的最适影响因子:pH7.5,光照强度3000Lux, 接种量10%。在此条件下,L-1菌株的最大ALA产量为7.266mg/L。 甘氨酸、琥珀酸是ALA生物合成的前体,而乙酰丙酸(LA)是ALA脱水 酶(ALAD)的抑制剂。本试验结果表明:甘氨酸是ALA生物合成必需的前体, 加入LA抑制ALAD活性,能显著提高ALA产量,光照培养后48h,3次 加入基本达到效果。在GM培养基,pH7.5,3000Lux光照,培养48h后加 入LA30mmol/L、甘氨酸30mmol/L和琥珀酸30mmol/L,99-28菌株的ALA 产量可达9.154mg/L,菌株L-1的ALA产量可达22.15mg/L。 选用味精、柠檬酸、啤酒、豆制品生产废水作为产生ALA的底物,废 水中不加入LA、甘氨酸和琥珀酸时,99-28菌株培养120h去除CODcr与产 生ALA的结果:味精废水CODcr去除率为93.5%,ALA产量2.578mg/L; 豆制品废水CODcr去除率为94.8%,ALA产量为1.428mg/L;啤酒废水CODcr 去除率为92.4%,ALA产量1.651mg/L;柠檬酸废水CODcr去除率为73.5%, 浙江大学硕士学位论文 摘 要 ALA产量工刀29 mg/L。在加入LA、甘氨酸和掳拍酸的条件下,99上8菌株 的 ALA产量明显提高,培养 96 h产生 ALA的结果:味精废水为 3.488 mg/L、 豆制品废水为 2.458 mg/L、啤酒废水为 2刀97 mg/L、柠檬酸废水为 2.801 mg/L;但加入LA、甘氨酸和掳帕酸后,CODcr基本上不再下降。 Ll菌株在味精废水中产 ALA最适条件为:pH 7.5,接种量 10%h八人 光照强度3000Lux。 在不加入 LA、甘氨酸和琉琅酸的条件下,L-1菌株培养 120 h去除有机 废水 CODcr与产生 ALA的结果如下:味精废水去除率为 91石%,ALA产量 2.819 mg/L;豆制品废水去除率为 91.8%,ALA产量为 1.531 mg/L;啤酒废 水去除率为 91.5%,ALA产量 2.166 mg/L;柠檬酸废水去除率为 73.4%,ALA 产量2.424 mg/L。在加入LA、甘氨酸和掳琅酸的条件下,LJ菌株的ALA 产量明显提高,培养4天产生ALA的结果如下:味精废水为6.493 mg/L, 豆制品废水为 1.994 mg/L,啤酒废水为 7.266 mg/L,柠檬酸废水为 5.394 mg/L;但加入LA、甘氨酸和掳琅酸后,CODCr基本上不再下降。 本研究结果对光合细菌菌株资源的深度开发及工业有机废水的资源化 利用具有一定的实际意义。


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