不同碳源和氮源对米曲霉产酶影响的研究

以米曲霉3.4383作为原始菌株,经紫外诱变,通过培养筛选,得到一株变异菌株UV-2。其蛋白酶和纤维素酶活比原始菌株(蛋白酶2526 U/g,纤维素酶987 U/g)提高较多,达到3250和1145 U/g,且遗传稳定性好。研究了不同氮源和碳源对米曲霉UV-2产蛋白酶和纤维素酶的影响。确定了饲料酶制剂生产中最佳的氮源和碳源分别为豆粕和麸皮,并进一步确定发酵培养基中最佳的氨源和碳源比为1∶5。     

绿色木霉液态发酵产纤维素酶条件的优化

选取绿色木霉化L4C作为纤维素酶的生产菌株,分别研究了碳源、氮源、接种量、培养时间、培养温度和培养基初始p H对液态发酵方法产纤维素酶的影响。并在单因素试验的基础上,采用正交试验研究了绿色木霉化L4C液态发酵产纤维素酶的最佳培养条件。结果表明,培养时间对酶产量影响最大,液态发酵的最佳条件为:分别以稻草粉—纤维素粉混合物和硫酸铵为碳源和氮源,初始p H 5.0,接种量15%,28℃培养5 d。在最佳产酶条件下,羧甲基纤维素酶活性为1 315.16 U·m L-1,滤纸酶活性为1 282.77 U·m L-1。     

灰葡萄孢BC7-3菌株固体发酵条件的优化

 【目的】探讨灰葡萄孢BC7-3菌株固体发酵的基本条件以提高其除草活性物质的产量。【方法】通过正交试验设计确定最优化的培养基组合,并结合生长抑制法测定外加碳源、氮源等因素对除草活性物质产生的影响,以确定最佳的发酵条件。【结果】确定了小米5 g、高粱5 g、麦麸5 g、玉米秸秆2.5 g为最佳复合培养基质;明确了该菌株在加入1%硝酸铵、1%蔗糖的培养基中,20℃黑暗条件下,接种量8%、含水量80%、静置培养15 d,得到的除草活性物质活性最强。【结论】固体发酵适合于灰葡萄孢代谢产物中除草活性物质的产生。     

黑木耳发酵产纤维素酶的研究

黑木耳作为食用菌中的木腐型菌类,其降解纤维素类物质分泌纤维素酶系的能力很强,对黑木耳发酵产纤维素酶的条件进行优化。结果表明:经优化黑木耳产纤维素酶系中CMC酶的最佳发酵条件为,在添加补充成分蔗糖20g·L-1的发酵液中,接入1cm2斜面PDA菌种,25℃,先静置2d,再于120r·min-1条件下摇床发酵6d产酶最高。     

不同碳源、氮源对红曲发酵产色素的影响

在红曲霉液态发酵培养中,分别用不同碳源、氮源进行单因素试验,确定3个较好水平,再通过3因素3水平正交试验,以确定红曲霉产红曲色素的最佳条件。结果表明,在单因素试验中,碳源以麦芽糖、葡萄糖、淀粉较好,氮源以硝酸铵、硫酸铵较好;通过3因素3水平正交试验,确定红曲霉产红曲色素的最佳培养条件为麦芽糖8%,硝酸铵0.004 mol/L,p H值4。     

米曲霉奶酪发酵剂培养条件优化

为研究可用作新型霉菌奶酪发酵剂的米曲霉最佳培养条件及其产中性蛋白酶和碱性蛋白酶最适条件,以前期筛选鉴定的豆酱优势米曲霉分别进行碳源、氮源、温度、p H值单因素试验,初步确定对米曲霉生长影响的显著因素。选取碳源、氮源和温度为优化因子,利用Box-Behnken响应面法优化米曲霉培养条件,确定米曲霉最佳生长的碳源含量、氮源含量和培养温度。在不同培养基组成、培养基pH值和培养温度条件下,通过荧光标记法测定米曲霉产中性蛋白酶和碱性蛋白酶活力,探究不同生长条件对米曲霉产蛋白酶活性影响,最终获得新型霉菌奶酪发酵剂的最佳培养条件和高产蛋白酶条件。结果表明:不同碳源和氮源中麦芽糖和酵母粉对米曲霉生物量影响最显著,对应生物量分别为(2.20±0.06)g·L-1和(2.00±0.13)g·L-1,与对照组相比分别提高22.20%和11.10%。优化因子对米曲霉生物量影响程度为:酵母粉>温度>麦芽糖。米曲霉在麦芽糖15.30g·L-1、酵母粉11.60g·L-1、温度30.80℃,p H值7.0培养条件下,生物量为(2.21±0.03)g·L-1,较优化前提高57.86%。米曲霉在培养基组成C...     

蛹虫草液体发酵培养基的优化

采用统计学方法对1株蛹虫草Cordyceps militaris DY-1菌株进行液体发酵配方优化,以期得到适合蛹虫草生长的最佳培养基配方。以菌丝体干质量浓度为指标,首先采用单次单因子方法筛选出培养基中的最优碳源、氮源及无机盐和正交试验方法得出最佳的碳氮比(C/N);然后采用Plackett-Burman(BP)设计筛选出影响菌丝体干质量浓度的关键因素,通过中心组合和响应面法确定关键因素的最佳浓度,从而得到出菌株DY-1的液体发酵最佳培养基配方为:葡萄糖16.40 g·L-1,酵母浸膏粉5.00 g·L-1,硝酸钾1.00 g·L-1,硫酸镁0.20 g·L-1,磷酸二氢钾1.80 g·L-1,硫酸亚铁0.02 g·L-1。经验证,菌丝体干质量浓度为32.11 g·L-1,与模型的预测值基本一致。运用最佳培养基配方进行液体发酵,菌丝体干质量浓度较基础培养基提高了4.12倍。     

异Vc钠生产废液复合玉米秸秆发酵生产高蛋白饲料研究

本研究利用异Vc钠生产废液(WEP)复合玉米秸秆进行固态发酵生产高蛋白饲料.通过富集培养、分离与鉴定等方法得到1株耐15%WEP的犁头霉(Absidia sp.)Z2菌株,在此基础上通过正交试验优化了Z2和白地霉混菌固态发酵WEP和玉米秸秆生产高蛋白饲料的条件.结果表明:m秸秆∶m麸皮=5∶1,固∶液(液体为15%WEP,1 g·L-1硫酸铵,0.5 g·L-1磷酸二氢钾,0.1 g·L-1的硫酸镁)=1∶4,初始pH值5.5,28℃,发酵4 d时发酵物料中的粗蛋白和真蛋白含量最高,分别为101.2 mg·g-1和62.5 mg·g-1,比对照分别提高了22.96%和26.01%;纤维素和半纤维素降解率分别为11.20%和8.57%,发酵后物料为黄褐色、香味浓郁.异Vc钠生产废液复合玉米秸秆经犁头霉和白地霉混菌发酵后提高了玉米秸秆作为饲料的利用价值.     

红曲霉产酯化酶液体培养基研究

通过对4株红曲霉进行液体发酵研究,筛选出产酯化酶能力较高的红曲霉ZK,其发酵液中酯化酶活力为206.4U·mL-1,再应用单因素和正交试验对其培养基配方进行研究,结果表明,液体发酵红曲霉的最佳培养基组成为:可溶性淀粉70.0g·L-1、蛋白胨25.0g·L-1、MgSO4·7H2O 1.0g·L-1;连续进行4个批次的稳定性试验证明,以最佳培养基发酵,酯化酶平均酶活力为293.8U·mL-1,酶活力提高了42.3%,为红曲霉的进一步开发利用提供了参考数据.     

耐酸耐盐青霉菌产纤维素酶的研究

从广东省韶关市大宝山矿区土壤中,分离得到1株耐酸耐盐菌株Huanghu3,经形态鉴定及18S rDNA序列分析确定为青霉菌Penicillium sp..对其生理生化特性、产纤维素酶培养条件和酶学特性的研究表明,Huanghu3能分别在pH 2.8和含200.0 g·L-1NaCl的培养基中生长,说明Huanghu3是一株具较强耐酸耐盐特性的菌株.产酶优化培养条件为:玉米秸秆粉作为培养基碳源,(NH4)2SO4为氮源,培养基的起始pH为7.0,培养72 h最为适宜.该菌株产生的滤纸酶、Cx酶和C1酶最适反应温度分别在50～60、50～55和45～55℃,纤维素酶系活力最适反应在pH4.5～5.5.     

枯草芽孢杆菌S37沼液发酵培养基优化及其产物对棉苗立枯病的防治

为获得以沼液为基础的枯草芽孢杆菌S37的最佳发酵培养基。采用Plackett Burman法和响应面(Response Surface Methodlolgy, RSM)对以沼液为基础的枯草芽孢杆菌S37抑菌蛋白的发酵培养基进行优化。在Plackett Burman试验基础上确定对抑菌蛋白影响较大的4个显著因素：MgSO₄·7H₂O、玉米粉、KH₂PO₄和豆粕;通过最陡爬坡试验,中心组合设计及响应面分析确定枯草芽孢杆菌S37的最优发酵培养基组成：MgSO₄·7H₂O 2.95 g·L^-1、(NH₄)₂SO₄ 2.4 g·L^-1、NaCl 3.0 g·L^-1、KNO₃ 4.41 g·L^-1、CaCO₃ 5.89 g·L^-1、ZnCl₂ 1.11 g·L^-1、玉米粉4.18 g·L^-1、KH₂PO₄ 4.14 g·L^-1和豆粕2.79 g·L^-1。在优化条件下进行发酵验证,试验值和预测值较接近,吻合度较高,相对误差较小,枯草芽孢杆菌抑菌圈达1.94 cm,比优化前提高8.38%;用此培养基发酵产物滴施棉苗根际土壤,与对照相比,相对防效达到45.94%。     

基于PB设计和BBD响应面法优化高山被孢霉 产花生四烯酸发酵培养基

使用响应面法对高山被孢霉生产花生四烯酸(ARA)的发酵培养基成分进行优化。以摇瓶发酵7 d的ARA产量为指标,在前期试验的基础上,利用Plackett-Burman法设计试验考察酵母粉、葡萄糖、玉米浆干粉、磷酸二氢钾、硫酸镁和氯化钙6个因素的影响;分析筛选出葡萄糖、酵母粉和玉米浆干粉3个主要因素,再以最陡爬坡路径试验逼近最大响应区域,最后用Box-Behnken中心组合设计三因素三水平试验,利用Design Expert 10软件进行二次回归分析计算得到ARA产量最高的培养基,其成分为酵母粉12.6 g·L~(-1),葡萄糖75.6 g·L~(-1),玉米浆干粉7.1g·L~(-1),磷酸二氢钾1 g·L~(-1),硫酸镁0.5 g·L~(-1),氯化钙0.5 g·L~(-1),pH 6.5。在该条件下,ARA产量达到了5.12 g·L~(-1),与预测值的5.17g·L~(-1)接近,相比优化前的初始培养基,ARA产量提高了27.3%。该结果为提高ARA生产水平提供了研究基础。     

改性沸石制备及其同步去除农田排水氮磷研究

为进行高浓度农田排水的应急处理,以天然斜发沸石为原料,制备能够同步吸附NH4+-N、NO-3-N和TP的组合改性沸石,并对人工模拟农田排水进行处理。结果表明:采用0.01mol L-1LaCl3改性的沸石对NH+4-N和TP具有良好的吸附效果,可在10 min内达到吸附平衡,且与Freundlich等温吸附模型拟合度较高(R2>0.99);采用0.02mol L-1溴代十六烷基吡啶(CPB)改性的沸石可同时吸附NH+4-N、NO3--N和TP,在20min内即可达到吸附平衡,其与Langmuir等温吸附模型相关度较高(R2>0.97)。这两种改性沸石的吸附过程均符合准二级动力学模型。15g L-1的CPB改性沸石与8g L-1的LaCl3改性沸石组合处理模拟农田排水,反应20min,沉淀7min后,出水NH+4-N、NO3--N和TP浓度分别为0.23、2.18mg L-1和0.015mg L-1,去除率分别为95.38%、78.21%和97.12%。研究表明组合改性沸石可快速高效地处理农田排水。     

同步硝化反硝化菌（Alcaligenes faecalis WT14）养殖污水脱氮效果研究

为探究溶氧(Dissolved orygen,DO)控制对异养硝化-好氧反硝化(Heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)菌脱氮效力的影响,本文从绿狐尾藻人工湿地底泥基质中分离出高效HN-AD菌Alcaligenes faecalis WT14,通过室内和反应器装置试验,较系统地研究了WT14的HN-AD性能和不同DO条件对其NH_4~+-N、NO_3~--N去除能力的影响,并建立两级DO控制固定床反应器,通过DO控制分析了菌株WT14对养殖废水的处理效果。氮平衡试验表明,菌株WT14具有高效的同步硝化-反硝化能力,92.10%的NH_4~+-N以气态形式被去除,4.16%的NH_4~+-N被菌株WT14同化为胞内氮,同时NH_4~+-N的存在会促进NO_3~--N的还原。DO控制试验表明,菌株WT14的NH_4~+-N和NO_3~--N去除能力与DO浓度显著相关,低DO条件会抑制其NH_4~+-N去除能力,但是会促进NO_3~--N去除能力,且符合Boltzmann模型,其脱氨脱硝活性的半数DO抑制浓度分别为2.53 mg·L~(-1)和5.40 mg·L~(-1),最大NH_4~-N去除率和NO_3~--N去除率分别为94.0%和98.4%。在两级好氧(DO 4.00±0.30 mg·L~(-1))条件下,WT14对养殖废水的NH_4~+-N、TN和COD的去除率分别为99.3%、90.5%和97.5%,存在NO_3~--N和NO_2~--N的积累,而在连续好氧(DO 4.00±0.30 mg·L~(-1))-微氧(DO 0.50±0.10mg·L~(-1))条件下,WT14对养殖废水的NH_4~+-N、TN和COD的去除率分别为99.3%、97.6%和98.2%,且无NO_3~--N和NO_2~--N的积累。研究表明,两级DO控制中连续好氧-微氧显著促进了同步异养硝化-好氧反硝化菌WT14对NO_3~--N和NO_2~--N的还原,且不影响NH_4~+-N和COD的去除,提高了TN去除率。     

响应面法优化藻菌共生体系深度处理畜禽养殖废水工艺研究

为优化微藻-细菌共生体系对畜禽养殖废水中碳氮磷去除的参数条件,利用响应面分析法(Response surface methodology,RSM)中的Box-Behnken中心组合设计(BBC),以接种比例、曝气量以及初始氨氮浓度为试验变量,以污染物去除率为响应值开展试验。响应面分析结果表明,对于COD去除的最佳条件为:活性污泥与微藻接种比例为6.0(m/m)、曝气量2.0 L·min~(-1)、初始氨氮浓度750 mg·L~(-1),此时COD去除率达92%以上。对于总氮(Total nitrogen,TN)的去除,当接种比例5.0(m/m)、曝气量1.5 L·min~(-1)、初始氨氮浓度750 mg·L~(-1)时,其去除率可达最大值(53%)。而对于磷酸盐的去除,当接种比例6.0(m/m)、曝气量1.5 L·min~(-1)、初始氨氮浓度600 mg·L~(-1)时,试验前96 h内便可达到100%的去除率。进一步对生物量检测发现,初始条件分别为曝气量1.5 L·min~(-1)、初始氨氮浓度900 mg·L~(-1)、接种比例4.0(m/m)或曝气量1.0 L·min~(-1)、初始氨氮浓度750 mg·L~(-1)、接种比例4.0(m/m)时,微藻生物量产量最高,可达到1.63～1.64 g·L~(-1)。研究表明,通过响应面法可以优化藻菌共生体系对畜禽养殖废水的处理工艺。对于不同的目标污染物,具有不同的最优参数组合。综合考虑各因素对各目标污染物去除效果的影响,可以选择废水处理工艺最优参数组合。通过回收在废水处理过程中生长的藻菌共生体用于后续生物质利用,可实现良好的经济价值,提高该工艺在污水深度处理中的应用前景。     

不同富营养化程度水体对枫杨幼苗的生长及抗氧化酶的影响

为探讨水体富营养化对枫杨(Pterocarya stenoptera)的胁迫作用,通过水培试验,研究一年生枫杨幼苗在总氮和总磷分别为2 mg·L~(-1)和0.4 mg·L~(-1)(轻度,记为C1);20 mg·L~(-1)和8 mg·L~(-1)(中轻度,记为C2);40 mg·L~(-1)和15 mg·L~(-1)(中度,记为C3);80 mg·L~(-1)和25 mg·L~(-1)(重度,记为C4)的模拟富营养化水体中的生长状况、根茎叶中TN、TP的含量,以及枫杨叶片中SOD和POD的活性。结果表明,富营养化水体处理的枫杨的株高、基径、生物量的值均大于对照处理的值;随着氮磷浓度的增加,枫杨幼苗叶中的TN和TP浓度均呈上升的趋势,且处理间差异显著(P0.05),而根和茎的氮磷浓度则呈现先上升后下降的趋势,C3处理中最大,分别为(根:16.49 g·kg~(-1),2.18 g·kg~(-1);茎:11.14 g·kg~(-1),1.27 g·kg~(-1))。不同氮磷水平处理的枫杨叶片中的SOD和POD活性存在一定的差异,其中C4处理的叶片SOD活性显著低于C1,C2和C3处理(P0.05),而POD的活性则表现为C3处理最高,达5214g·U~(-1),显著高于C1和C4处理(P0.05)。研究结果有利于了解枫杨在不同富营养化程度水体的生长状况,为深入探究枫杨在富营养化水体中的去污机理提供参考。     

凤眼莲和水浮莲对滇池草海水体中氮去除效果的比较研究

通过模拟试验,比较了凤眼莲和水浮莲2种漂浮性水生植物对滇池草海水体的去氮效果。结果表明,凤眼莲 (Eichhornia crassipes) 和水浮莲 (Pistia stratiotes) 均有较强的水体去氮能力。在水体总氮 (TN) 、溶解性总氮 (DTN) 、硝态氮 (NO₃^--N) 、铵态氮 (NH₄⁺-N) 初始平均浓度分别为8.40、7.20、4.12、2.59 mg·L^-1,凤眼莲和水浮莲种苗投放均为1 kg 的条件下,凤眼莲和水浮莲对水体总氮 (TN) 、溶解性总氮 (DTN) 、硝态氮 (NO₃^--N) 、铵态氮 (NH₄⁺-N) 30 d 去除率平均分别为74.24%、76.81%、87.62%、80.30%和70.10%、78.89%、94.77%、87.64%。凤眼莲和水浮莲吸收作用带走的氮占水体中总氮损失量的89.39%和82.33%,凤眼莲试验组、水浮莲试验组和对照组沉积物中氮含量占水体中氮损失量比率平均分别为6.94%、11.64%和83.51%,说明凤眼莲和水浮莲能有效吸附水体中悬浮颗粒物,进而减少了水体沉积物的形成,凤眼莲、水浮莲均能显著降低水体DO 及pH 值。虽然凤眼莲和水浮莲均能显著降低水体的总氮浓度,但由于水浮莲植株较脆,综合考虑,故认为大规模控制性种养凤眼莲是一种治理富营养化湖泊的可行途径。     

密云水库上游流域地下水中氮素污染特征及影响因素

为分析密云水库上游流域地下水中氮素的污染情况,于2014年7月和2015年1月进行了地下水样品的采集,应用域法和地质统计学方法等多元统计方法识别流域地下水中不同形态氮的时空分布特征,并解析土地利用类型、地下水埋深以及地表水对地下水中氮素的影响。结果表明:区域地下水的氮素污染不容乐观,29.73%的样品中硝态氮含量超标(10 mg·L-1≤NO_3~-≤20mg·L~(-1)),27.03%的样品出现严重超标(NO_3~--N≥20 mg·L~(-1))。从空间来看,地下水氮素具有空间自相关性,其中氨氮空间变异的随机性较大,硝态氮最小,硝态氮的污染主要发生在城镇人口密集区域;从时间来看,硝态氮污染呈逐年升高趋势,硝态氮的超标样品百分比从2008年的2.30%增长为2015年的25.71%,且年内变化表现为丰水期高于枯水期。各种土地利用类型中,城镇的氮污染最严重;硝态氮、亚硝态氮的含量随地下水埋深增加呈减小趋势;地下水氮污染浓度与流向有一定的联系,从上游至下游呈升高的趋势。     

亚热带小流域浅层地下水不同形态氮含量的时空变异特征

为了定量研究流域尺度上氮素(N)形态的时空变异特征,以湖南省长沙县亚热带湘江源头小流域(134.4 km~2)为研究对象,2011年(1—12月)定位观测了小流域菜地、茶园、旱地、林地、两季稻田和一季稻田6种土地利用类型下浅层地下水总氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)浓度的动态变化,运用空间分析技术分析了各观测指标的时空变异特征。结果表明:研究区浅层地下水NH_4~+-N、NO_3~--N和TN均具有强烈的空间自相关性(块金系数分别为0.76%、8.50%、4.41%),结构变异占主导地位,变程分别为540、580、570 m。小流域浅层地下水TN、NH_4~+-N和NO_3~--N月均浓度变化趋势不尽相同,TN和NO_3~--N月均浓度的动态变化相对比较平缓,而NH_4~+-N的变幅较大,TN和NH_4~+-N的峰值出现在2011年7月,NO_3~--N无明显高峰;TN、NO_3~--N和NH_4~+-N的平均浓度分别为2.97、1.12 mg N·L~(-1)和1.32 mg N·L~(-1)。研究区浅层地下水N的浓度分布特征与土地利用类型关系密切,茶园、稻田为浅层地下水N分布高浓度区,且茶园地下水N浓度最高,林地为N分布低浓度区。     

广东稻田氮素径流流失特征

2008—2012年间,对分布于粤中、粤北和粤西的增城、清远和高州三个稻田试验点进行了连续5年的径流养分定点监测试验,研究当地农户常规施肥模式下稻田氮素养分的径流流失特征及其潜在环境风险。径流监测结果表明,三个试验点的稻田径流事件主要发生在早稻季节。增城、清远和高州试验点施肥处理铵态氮浓度分别为0.05~25.05、0.02~19.83 mg·L-1和0.02~55.4 mg·L-1,总氮浓度分别为0.33~36.51、0.46~21.01 mg·L-1和0.49~61.96 mg·L-1。结果显示,施肥明显增加径流水铵态氮和总氮含量,施氮后10 d内径流水铵态氮和总氮浓度均高于地表水Ⅴ类水标准(2.0 mg·L-1),具有一定的环境污染风险;施氮对径流水硝态氮浓度具有一定影响,三个试验点径流水硝态氮浓度均在10 mg·L-1的地表水标准限值内;稻田氮年流失负荷表现出时空差异性大的特点,增城、清远和高州试验点施肥处理总氮年流失负荷分别为24.31~53.68 kg·hm-2、8.71~23.76 kg·hm-2和13.32~88.16 kg·hm-2,相应氮流失系数为1.4%~3.9%、0.1%~5.5%和0.9%~21.6%。不同稻季总氮流失分析显示,53%~86%的总氮流失负荷发生在早稻季,与本地区降雨时间分布有直接关系。