嗅味物质高效降解真菌的筛选及其降解特性的研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yao080803
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
2-甲基异茨醇(2-MIB)是饮用水源中的典型嗅味物质之一,给饮用水安全和质量带来了极大的挑战。现阶段,饮用水处理厂多采用活性炭吸附、臭氧氧化等物理化学方法去除饮用水源中的嗅味物质。近年来,微生物降解嗅味物质成为研究的热点,因其在饮用水或废水处理中具有较好的应用前景。然而,获得嗅味物质的高效降解微生物是关键。为此,本论文以2-甲基异茨醇为模式体系,从饮用水源太湖的样品中筛选能够高效降解2-甲基异茨醇的真菌菌株并优化该菌株的2-甲基异茨醇降解条件;探索该菌株降解2-甲基异茨醇的可能代谢途径;在此基础上,进一步研究竹炭-海藻酸钠固定化菌丝体的2-甲基异茨醇降解条件和效果,并将其应用于固定床进行2-甲基异茨醇的连续降解。本文主要结论如下:(1)以太湖水和淤泥为微生物源,通过富集驯化培养、稀释涂平板挑取单菌落的方法,获得12株可降解2-甲基异茨醇的丝状真菌。在初始浓度为20μg/L2-甲基异茨醇的降解培养基培养5天,12株真菌均表现出2-甲基异茨醇的降解能力且降解效率均大于50%,其中菌株TH-W-02(2F)的降解率达到99%以上。结合菌种鉴定的结果,选定Fusarium oxysporum JSU TH-W-02(2F)作为2-甲基异茨醇的高效降解真菌菌株并用于后续研究。(2)以2-甲基异茨醇的降解率和初始降解速率为指标,通过单因素优化后获得F.oxysporum JSU TH-W-02(2F)的2-甲基异茨醇最佳降解条件为:p H 6.5,温度26℃、装液量150 m L/250 m L、接种量10%(v/v)、摇床转速150 r/min。在此条件下培养3天后,对起始浓度为200μg/L 2-甲基异茨醇的降解率达到95%以上。根据最优降解条件下的F.oxysporum JSU TH-W-02(2F)胞内和胞外中间代谢产物的分析鉴定结果,获得了F.oxysporum JSU TH-W-02(2F)菌株的2-甲基异茨醇可能代谢通路。F.oxysporum JSU TH-W-02(2F)对2-甲基异茨醇的降解可分为起始开环降解途径和起始不开环降解途径,且最终都将2-甲基异茨醇降解为小分子的甘油。结合2-甲基异茨醇的胞内和胞外可能代谢途径的分析,发现2-甲基异茨醇可能首先在胞外降解为长链化合物或复杂的环状化合物,其部分被运输至胞内降解为短链化合物后运送到胞外,最终在胞外被代谢成终产物甘油,表明F.oxysporum JSU TH-W-02(2F)对2-甲基异茨醇降解是胞内/胞外代谢协同作用的结果。(3)制备竹炭-海藻酸钠固定化F.oxysporum JSU TH-W-02(2F)菌丝的颗粒,进行摇瓶中固定化菌丝降解2-甲基异茨醇条件的优化,以2-甲基异茨醇的降解率作为指标,通过单因素实验确定固定化菌丝的最优降解条件:接种量30g/L、装液量150 m L/250 m L、摇床转速120 r/min。在最优降解条件下,竹炭-海藻酸钠固定化菌丝颗粒在2天内对初始浓度200μg/L 2-甲基异茨醇的降解率达到98%以上,表现出较好的降解性能,其中,吸附作用对降解率的贡献为17.8%。固定化菌丝经过20次重复利用后降解率仍保持在92%以上,储存30天后其降解能力无变化,表明该固定化颗粒具有较好的重复使用性能和储存稳定性。进一步将竹炭-海藻酸钠固定化菌丝颗粒填充到固定床中,对固定床的连续处理工艺进行优化,确定固定床处理的最优条件为填充率55%(v/v)、停留时间3.5 h,不同初始2-甲基异茨醇浓度的处理结果表明,该体系对运行负荷具有较好的适应性。在无机盐培养基理想体系中,固定床启动阶段为5天,而后进入稳态,2-甲基异茨醇降解率达到97%以上;在湖水实际体系中,固定床反应器启动阶段延长至7天,而后也进入稳态,2-甲基异茨醇降解率达到95%以上。扫描电镜和激光共聚焦显微镜表征结果表明在模拟体系和湖水体系中运行时,固定在竹炭-海藻酸钠中的菌丝都明显生长,表明其能够利用2-甲基异茨醇满足自身生长和代谢需求,从而实现2-甲基异茨醇的降解去除。由此可见,以竹炭-海藻酸钠固定化F.oxysporum JSU TH-W-02(2F)菌丝颗粒为填充物的固定床系统具有较好实际应用前景。
其他文献
随着食醋产业的不断发展,液态发酵也成为酿造食醋的重要方法。采用低强交变磁场辅助米醋进行液态发酵,能够促进某些微生物生长或调控微生物代谢产物合成。所以,研究磁场作用下米醋醋酸液态发酵的工艺,分析磁场影响醋酸菌生长及发酵产酸的原因,不仅可为提高米醋产量,降低生产成本奠定基础,而且可为磁场应用于其它液体醋的生产提供参考。论文采用生米为原料,首先研究发酵时间、发酵温度、酵母添加量以及酒曲接种量对生米发酵产
催化在现代化工生产中起到不可或缺的作用,使用催化剂能够提高生产效率、节约能源,符合国家发展绿色化学的需求。我们不仅需要寻求简单高效的催化剂,还需要对催化剂进行调节与控制,以满足化学反应过程中涉及到的多组分、多步骤的复杂需求。尽管对催化剂的调节与控制有着现实的意义,然而基于催化剂本身很难实现此类功能,原因在于现有催化剂无法对自身催化行为进行调整与控制。本文针对可控制、可调节催化过程中遇到的问题及受大
聚合物结晶一直是高分子物理和高分子材料领域研究的热点。与没有晶体结构的聚合物材料相比,晶体结构可以帮助聚合物材料承受更大的载荷,并赋予它们更高的机械性能,所以可以通过控制聚合物晶体形态来提高半结晶高分子材料的物理性能。一般来说,调控聚合物晶体形貌的有效途径有以下两种:首先,通过剪切或拉伸作用导致取向结晶形貌的出现,使半结晶聚合物材料的力学性能得到显著改善;其次,向聚合物中填充纳米填料,如碳纳米管(
目的:观察结直肠癌患者行根治术后脾虚证的辨证分布,探究结直肠癌根治术后脾虚证发生的相关因素,为结直肠癌患者的术后辨证提供参考,从而进一步指导用药。方法:对2018年2月至2020年9月期间,于广州中医药大学第一附属医院已行结直肠癌根治术的243名患者进行回顾性分析。通过病案数据库收集患者的一般资料(性别、年龄,BMI,家族史,吸烟饮酒史、术前有无肠梗阻或肠穿孔、新辅助治疗病史等)及病理资料(肿瘤发
聚氨酯(PU)因其优异的性能而被广泛应用于国民经济和国防军工等领域。随着聚氨酯应用领域的拓宽,过度使用导致的一系列问题也逐渐显现,比如化石资源的消耗和自然环境的污染。自愈合是一种有效地解决聚氨酯内部微裂纹问题的方法。自愈合聚氨酯不仅可以自发通过分子链的流动和化学键的可逆作用实现表面和内部损伤的愈合,而且还能有效地延长使用寿命。但是,自愈合聚氨酯的研究仍处于初级阶段,仍需对其进行发展和优化。为此,本
智能化、网联化、电动化和共享化已成为汽车工业的核心发展方向,尤其是进入21世纪以来,车辆的智能化一直是各大汽车制造商及高校重点研究的领域和方向。基于深度学习、神经网络等学科在人工智能方向的优势表现,自动驾驶感知技术得到迅猛发展,而视觉感知又是其必不可少的组成部分。本文从目标检测、车道线识别、可行驶区域三个方向深入自动驾驶视觉感知算法研究。本文首先介绍了基于深度学习的目标、车道线和可行驶区域检测的国
纯电动汽车经过多年发展,技术水平和车辆性能大幅提高,实现了产业化和智能化。但是动力电池仍存在技术瓶颈,制约了纯电动汽车的大规模推广应用。一方面,纯电动汽车仅以动力电池作为唯一动力源,其续驶里程有限,同时动力电池的性能衰退使续驶里程进一步受限;另一方面,动力电池还存在功率密度低、循环寿命有限、使用成本高等难以弥补的缺陷。而功率密度大和使用寿命长的超级电容具备了动力电池所缺少的特性,因此为了改善纯电动
芦苇是一种高大禾草,多生长于水泽陆地中,其质地细腻,富含纤维素。成熟期的芦苇,不仅可以作为造纸、建材、人造纤维等工业原料,经加工过的芦茎还能编织成各类工艺品,具有极高的经济实用价值。目前,我国湿地生长芦苇主要靠人工收获,机械收获普及程度不高。人工收获费时费力,而且生产效率低;机械收获水平相比国外落后很多,特别是在整秆收获一体化技术方面与国外相差甚远。为了提高芦苇的机械化收获水平,本课题旨在研发一款
智能汽车是汽车行业技术的发展方向,转向控制是智能汽车运动控制研究的重要内容,弯道是智能驾驶转向控制功能验证的关键场景。驾驶员模型作为描述人类驾驶员控制行为的数学模型,在智能汽车研发与应用中发挥着不可替代的作用。因此,基于仿人驾驶员模型,使智能汽车在弯道驾驶时能够表现出与人类驾驶员相似的转向控制行为,对开发智能汽车与提高智能驾驶系统的适用性、接受度和驾驶安全性具有重要意义。为此,本文以智能汽车弯道驾
低GI饮食可有效预防和改善糖尿病、心血管疾病和肥胖等慢性病,荞麦作为公认的低GI食品原料受到越来越多的关注。苦荞多酚(芦丁和槲皮素)是荞麦中的主要活性物质,可显著抑制淀粉消化。目前关于苦荞多酚抑制淀粉消化的研究多从抑制淀粉消化酶活性角度展开,而研究淀粉结构及淀粉与多酚相互作用影响淀粉消化的报道较少。为此,本论文研究了淀粉精细结构与芦丁抑制淀粉体外消化的关系以及多酚和淀粉间的相互作用,初步阐述多酚抑