太阳能生物酶洗毛菌种的筛选与表征
Screening and Characterization of Bio-scouring on Solar Energy
现有羊毛纤维材料初加工普遍采用化学方法,加入的表面活性剂和无机盐易造成纤维材料表面化学残留,洗毛废水排放造成严重的水环境污染,且洗毛工艺在较高温度和较强机械作用下进行,消耗大量能源.为了解决上述问题,本文主要研究了适于生物酶洗毛的脂肪酶菌种的筛选与鉴定、菌种生长条件优化、菌种发酵条件优化、生物酶洗毛工艺条件优化以及太阳能热水系统的能源消耗与收益分析.本研究以原毛表层污物为样本来源,分离得到两株适于生物酶洗毛的高产脂肪酶菌株.经菌株菌落形态、生理生化指标鉴定和16S rDNA菌种鉴定,确定1#菌为脂肪酶产生菌拟杆菌(Bacteroidetes),2#菌为脂肪酶产生菌鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.),两者的16S rDNA序列已登录GenBank,其登录号分别为NC01600、FJ859899.为进一步提高菌种产酶活力,对筛选的两株脂肪酶高产菌种进行种子发酵培养基优化,其中Bacteroidetes的最佳种子发酵培养基组成为:葡萄糖10g/L,牛肉膏10g/L, NaCl5g/L, pH7.5. Sphingobacterium sp.的最佳种子发酵培养基组成为:葡萄糖10g/L,牛肉膏20g/L, NaCl5g/L, pH7.5.前者最适生长温度为28℃,而后者为30℃.经发酵条件优化,得至Bacteroidetes拘最佳工艺条件为:牛肉膏10g/L,(NH4)2SO410g/L, MgSO4·7H2O0.5g/L, K2HPO4lg/L, pH7.5的培养基条件下,接种量1%,装液量30mL/250mL三角瓶,转速180r/min,28℃培养28h; Sphingobacterium sp的最佳工艺条件为:牛肉膏5g/L,(NH4)2SO420g/L, MgSO4·7H2O0.5g/L, K2HPO41g/L, pH7.5的培养基条件下,接种量1%,装液量40mL/250mL三角瓶,转速180r/min,30℃培养36h.经上述优化条件培养后,研究了生物酶洗毛工艺条件优化,将Bacteroidetes和Sphingobacterium sp的脂肪酶液以3:1的最佳复配比例进行洗毛工艺条件的优化,确定最佳洗毛工艺条件为:酶用量7%、浴比1:35、温度35℃、pH7.5、时间20h.相对于优化前的洗毛工艺,纤维含脂率明显降低.同时,与传统洗毛相比,生物酶法洗毛所得洗净毛断裂强度降低,断裂伸长率增加,对洗净毛的白度影响不大.生物酶催化条件温和,对热源的要求比较低,利用所筛选的脂肪酶产生菌,采用太阳能热水系统即可满足生物酶洗毛的热水需求.因此,本文研究成果可为洗毛工业的绿色生产提供一定理论基础.
- 作者：
- 徐春圆
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 专业名称：
- 纺织工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 郑来久
- 中图分类号：
- TQ925
- 关键词：
- 生物酶；洗毛；拟杆菌；鞘氨醇杆菌；工艺优化；能源消耗与收益
- Enzyme；Wool scouring；Bacteroidetes；Sphingobacterium sp.；Processoptimization；Energy consumption and income