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白腐真菌胞外聚合物的产量、组分及其对菌体吸附铅的机理研究

王亮  
【摘要】:由于白腐真菌对异生物质的独特降解能力,研究者们对其与重金属的相互作用规律的研究正成为新的热点。由糖类和蛋白质组成的白腐真菌胞外聚合物(EPS),在废水重金属处理过程中发挥了重要的作用。目前尚未关于白腐真菌胞外聚合物的产量、组成及其对菌体吸附铅微观机理的研究报道。本论文研究了不同培养基条件下,白腐真菌(Phanerochaete chrysosporium)菌体对铅的吸附影响,从而获得最适宜的培养基和EPS提取方法;并研究胞外聚合物产量,分析其组成;最后通过电镜、红外等技术手段探索白腐真菌菌体吸附Pb~(2+)的微观机理。 通过比较铅离子存在下,不同培养基对白腐真菌的生长影响。发现采用土豆培养基能够获得更多的白腐真菌菌丝球。铅离子的抑制作用影响了白腐真菌菌体的正常生长。利用土豆培养基,最佳培养时间为78h,吸附效率和吸附量分别为60%和16.23mg/g;而采用葡萄糖培养基,吸附效率和吸附量分别为37%和119.35mg/g。两种培养基培养下,白腐真菌对铅的胞外吸附量均较小。 通过优化培养基和EPS提取方法,研究了白腐真菌生长过程中的生物量干重和EPS产量变化规律。结果表明白腐真菌EPS的分泌与其生长有着非常紧密的联系。培养113h后,获得最大的生物量干重1.612g/L和EPS产量125.5mg/L。糖类和蛋白质占78%以上。白腐真菌提取EPS后,菌体对铅的吸附量明显降低,幅度在2.12-7.73mg/g之间。利用带能谱仪的环境扫描电镜(ESEM-EDX)表征EPS提取前后及铅吸附前后白腐真菌菌体表面变化,发现菌体表面结构发生了显著改变。在菌体吸附Pb~(2+)后,菌体表面产生了大量微米级的球状含Pb颗粒物。傅立叶红外变换光谱(FTIR)表明在吸附铅的过程中,菌体胞外的-OH起着主要的吸附作用。 以上研究表明,通过适宜的培养基和提取方法,能够获得大量的白腐真菌EPS。白腐真菌能够利用EPS所含的蛋白质类物质,形成微米级含Pb颗粒物,固定Pb~(2+),提高对铅离子的耐受性。此研究对进一步深入探讨重金属生物吸附机制具有重要意义。


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