[发明专利]一种微生物多糖分散剂及其制备方法和应用

说明书

一、技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及分散剂在医药、石油开采、造纸、纺织印染、水处理、陶瓷、涂料、油墨和水泥等行业中的应用。

二、背景技术

分散剂是能使分散体系形成并维持稳定的物质，其在化学结构上含有极性基团和非极性基团。

分散剂根据分子的大小可以分为高分子聚合物和小分子分散剂两种，其中大多数是具有多个锚固点的高分子聚合物。比起单锚固基团的小分子分散剂，高分子聚合物可以更有效地吸附于分散粒子的表面，分散效果更佳。

分散剂根据来源可以分为天然的以及合成的两大类，但目前报道和应用的以合成的分散剂为主。仅有的几篇关于微生物来源的生物分散剂的报道显示，单价金属离子对这些天然分散剂的分散活性没有影响，低浓度的二价金属离子(1mmol/L～8mmol/L)对分散活性就有明显的抑制作用。

三、发明内容

本发明需要解决的问题是用盐生隐杆藻生产天然多糖分散剂(AHPD)及多糖分散剂的制备方法和应用。盐生隐杆藻(Aphanothece halophytica GR02)藻种分离自山东省广饶盐场，是一种嗜盐蓝藻，也称为嗜盐蓝细菌。

本发明的技术方案是：本发明所述微生物多糖分散剂是天然来源的盐生隐杆藻胞外多糖，能使高岭土水溶液等形成分散体系并维持其稳定。该分散剂的制备方法是盐生隐杆藻培养液经过离心、过滤、透析、浓缩等步骤获得胞外多糖浓缩液，胞外多糖溶液直接作为分散剂使用。将定量的高岭土加入一定体积的胞外多糖浓缩液中，终体积用蒸馏水调至4ml，涡旋混匀，六个小时后用分光光度计检测不同浓度的多糖溶液对高岭土的分散作用。测定了不同金属离子浓度、pH、加热对多糖分散活性的影响。另外检测了该多糖对皂土、硅藻土、活性炭和碳酸钙的分散作用。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：与正在应用的化学合成或者化学改造的分散剂相比较，AHPD分散剂是完全天然分散剂；与已经报道的来源于异养微生物的天然多糖分散剂相比较，AHPD来源于光合自养微生物；已经报道的微生物多糖分散剂在低浓度的二价离子存在时，分散活性就被显著抑制，而高浓度的Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺对AHPD的分散活性没有抑制作用。这些特性使得AHPD可以在更广泛的条件下作为分散剂使用。

AHPD对高岭土的分散活性在pH 3～pH 11之间无变化，且121摄氏度高压灭菌处理20分钟不影响其分散活性。低浓度的Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺(0.0125mol/L～0.4mol/L)1/1)对AHPD的分散活性均有促进作用，高浓度的K⁺(0.8mol/L～1.5mol/L)对分散抑制作用显著。低浓度的Al³⁺和Fe³⁺(0.02mmol/L～0.5mmol/L)对AHPD的分散活性有明显的抑制作用。AHPD对皂土、活性炭、硅藻土和碳酸钙也有分散作用。盐生隐杆藻胞外多糖作为一种天然来源的物质，对环境和人体完全没有不良影响，具有生物可降解性，安全性良好。本发明的应用范围广泛，适用于医药、石油开采、造纸、纺织印染、水处理、陶瓷、涂料、油墨和水泥等行业，特别适用于与人体健康相关的行业，如医药行业。另外，本发明的一个显著特点是，AHPD可以作为分散剂在含高浓度金属离子的溶液中使用。

四、附图说明

图1.不同浓度盐生隐杆藻胞外多糖对高岭土的分散作用。

图2.钠(■)、钾(●)、镁(□)和钙(○)离子对盐生隐杆藻胞外多糖分散活性的影响。

图3.铝(■)和铁(●)离子对盐生隐杆藻胞外多糖分散活性的影响。

图4.多糖在盐生隐杆藻培养基溶液(■)和氯化钠水溶液(●)中分散活性的比较。

图5.不同浓度盐生隐杆藻胞外多糖对高岭土的分散活性随时间的变化曲线(■)0mg/l，(□)10mg/l，(●)20mg/l，(○)40mg/l，(▲)80mg/l，(△)120mg/l，(◆)200mg/l。

图6.不同浓度盐生隐杆藻胞外多糖对皂土的分散活性随时间的变化曲线(■)0mg/l，(□)10mg/l，(●)20mg/l，(○)40mg/l，(▲)80mg/l，(△)120mg/l，(◆)200mg/l。