[发明专利]一种索拉胶的制备方法及在水处理方面的应用

说明书

技术领域

本发明涉及土壤杆菌Agrobacteriumsp. ZX09的索拉胶固态发酵的制备方法及在水处理中的应用。

背景技术

当前我国水污染已从地表水污染延伸到地下水污染，从常规污染扩展到有毒化学品污染，形势严峻，已经成为制约我国经济、社会稳定发展的制约因素。絮凝是水处理中净化水质的常用手段和方法，尤其是各种污水处理的预处理。目前常用的传统絮凝剂有聚合三氯化铝和聚丙烯酰胺。聚合三氯化铝作为一种无机高分子絮凝剂，具有强烈的电中和及粘和架桥作用，但絮凝沉淀速度慢，停留时间长，且Al³⁺具有毒性，有引发老年痴呆症的风险。聚丙烯酰胺，其本身并没有毒性，但其难降解性却易造成二次污染，而且研究表明丙烯酰胺单体是一种强致癌物，具有强烈的神经毒性(H. Yokoi, T. Obita, J. Hirose, S. Hayashi, Y. Takasaki. Flocculation properties of pectin in various suspensions. Bioresource Technology. 84:287-290.)。因此开发高效、新型高分子絮凝剂是絮凝法处理废水的关键。

近年来微生物絮凝剂的研究已经引起人们的足够重视。微生物絮凝剂是一种安全、无毒、易降解、不产生二次污染的絮凝剂，由于微生物种类繁多，絮凝特性各异，具有很好的开发前景。按照来源不同，微生物絮凝剂主要可分为3类：(1)直接利用微生物细胞作絮凝剂。如某些细菌、放线菌、真菌和酵母；(2)利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂。如酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酰葡萄糖胺等成分均可用作絮凝剂；(3)利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物主要成分为多糖及少量多肽、蛋白质、脂类及其复合物。其中微生物胞外絮凝剂絮凝效果好、易于提取分离，是现在絮凝剂的主要研究方向(M. Fujita, M. Ike, S. Tachibana, G. Kitada, S. Kim, Z Inoue. Characteristics of a bioflocculant produced by Citrobacter sp. YKF04 from acetic and propionic acids. Journal of Bioscience and Bioengineering. 89: 40- 46.)。 

本发明提供了一种新型的生物絮凝剂索拉胶。它是一种由土壤杆菌Agrobacterium sp. ZX09分泌产生的胞外多糖，是一种新结构的β-葡聚糖并具有降血糖的作用（已申请中国专利，201010146371.2）（Xiu A., Kong Y., Zhou M., Zhu B. Wang S., Zhang J.. The chemical and digestive properties of a soluble glucan from Agrobacterium sp. ZX09. Carbohydrate Polymers, 82:623-628）。经过急性毒理学和慢性毒理学的评价，该生物絮凝剂无毒安全（Xiu A., Zhan Y., Zhou M., Zhu B., Wang S., Jia A., Dong W., Cai C., Zhang J.. Results of a 90-day safety assessment study in mice fed a glucan produced by Agrobacterium sp. ZX09. Food and Chemical Toxicology. 49:2377-2384）。索拉胶还能降低肝脂、血脂、体脂和体重（已申请中国专利201010198223.5）并具有预防和治疗便秘的作用（已申请中国专利201110028483.2）。

发明内容

本发明的目的(1)是在于提供土壤杆菌Agrobacteriumsp. ZX09的索拉胶固态发酵的制备方法。

本发明的另一个目的(2)是提供固态发酵生产的、可以絮凝颗粒性污水的生物絮凝剂索拉胶在处理高浊、富养化江湖水中的应用。

实现本发明目的(1)的技术解决方案是：利用土壤杆菌Agrobacteriumsp. ZX09生产生物絮凝剂索拉胶，其步骤如下：