生物腐殖酸高產(chǎn)菌株的篩選

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1、實(shí)習(xí)報(bào)告題口：生物腐殖酸高產(chǎn)菌株的篩選姓名：黃兆峰學(xué)號(hào)：080500130學(xué)院：生物科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)：微生物工程年級(jí)：2005生物腐植酸高產(chǎn)菌株的篩選摘要：腐植酸（HumicAcid,簡稱HA）是有機(jī)物質(zhì)經(jīng)微生物一系列分解和合成而形成的一種多種類分子有機(jī)物，它廣泛存在于風(fēng)化煤、泥炭和褐煤中，廿前已在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)與環(huán)境保護(hù)等方面發(fā)揮著重要的作用。福建省詔安縣綠洲生化有限公司自主研制的生物腐植酸，富含多種有益微生物，已在水產(chǎn)養(yǎng)殖、水質(zhì)改良、發(fā)酵泥炭生產(chǎn)高養(yǎng)分綠色環(huán)保肥料等方面取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。但由于生產(chǎn)仍是土法建堆的模式，并未篩選功能明確的發(fā)酵菌種進(jìn)行發(fā)酵，因此

2、存在產(chǎn)酸低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等缺陷。為此，本課題以工廠發(fā)酵原料與發(fā)酵產(chǎn)品為基質(zhì)，進(jìn)行腐植酸高產(chǎn)菌株的分離篩選，測試初篩的E—菌株產(chǎn)腐植酸的能力，并開展了優(yōu)勢(shì)單一菌株的復(fù)合發(fā)酵與擴(kuò)大發(fā)酵研究，結(jié)果如下：1）從發(fā)酵蔗渣原料與發(fā)酵產(chǎn)品中進(jìn)行菌種分離，經(jīng)耐45°C高溫和降解纖維素試驗(yàn)，共初篩獲得12株能在45°C下生長11降解纖維索良好的菌株，其中細(xì)菌11株，霉菌1株。2）將初篩的菌株以模擬工廠發(fā)酵生產(chǎn)腐植酸的條件對(duì)其產(chǎn)腐植酸能力進(jìn)行測試。通過300ml三角瓶發(fā)酵，以產(chǎn)腐植酸為指標(biāo)，測定分離菌株25號(hào)菌和A號(hào)菌產(chǎn)腐植酸為最優(yōu),12#和E號(hào)菌次之。其中25號(hào)菌株腐植酸含量增長為6

3、.98%,A號(hào)增長6.63%,12號(hào)菌增長5.63%,E號(hào)增長5.22%。由于A號(hào)菌為霉菌，所以暫不考慮其發(fā)酵能力。故篩選出12號(hào)菌，25號(hào)菌和E號(hào)菌為優(yōu)勢(shì)菌株。關(guān)鍵詞：菌種篩選，腐植酸含量，分離純化第一章前言1.1腐植酸的概述腐植酸（HumicAcid,簡稱HA）是有機(jī)物質(zhì)經(jīng)微生物一系列分解和合成而形成的一種多種類分子有機(jī)物，它廣泛存在于風(fēng)化煤、泥炭和褐煤中。近年來，腐植酸類物質(zhì)的應(yīng)用越來越廣，涵蓋了農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。腐植酸在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用以肥料為主。一方面，其木身就可以促進(jìn)作物呼吸和新陳代謝、促進(jìn)各種IW特別是糖轉(zhuǎn)化IW的活性、促進(jìn)細(xì)胞發(fā)育和植物生長、增強(qiáng)

4、植物吸收養(yǎng)分能力等，從而提高作物的產(chǎn)量。另一方面，腐植酸對(duì)化肥和微肥冇明顯的增效作用，它能與化學(xué)肥料復(fù)配成冇機(jī)一無機(jī)復(fù)合肥，增加肥效，減少化肥被固定和流失，提高化肥的利用率；同吋，腐植酸結(jié)構(gòu)單元上含有竣基、輕基、醇疑基、釀基、半釀基、甲氧基、烯醇基、胺基等多種活性功能I才I，作為一種源廣價(jià)廉的天然螯合劑，腐植酸與土壤中難溶于水的微量元索等螯合后使得微量元索很容易被作物吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)。自然界腐植酸廣泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及煤炭屮。我國是腐植酸資源大國，其資源儲(chǔ)量大，分布廣，品位好Eb2*3]o近年來，我國也通過秸桿發(fā)酵生產(chǎn)人工合成腐植酸類物質(zhì)的生化腐植酸⑷。腐植酸

5、類物質(zhì)的基本性質(zhì)和特征決定了它在保持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康屮有著重要的應(yīng)用意義，因而也越來越引起人們的重視⑸。1.2腐植酸的形成關(guān)于腐植酸形成的微生物學(xué)機(jī)理在20世紀(jì)主耍有七種影響著我國學(xué)術(shù)界。一是瓦克斯曼提岀的木質(zhì)索一一蛋白質(zhì)復(fù)合體學(xué)說；二是威廉斯提出的微生物作用學(xué)說；三是微生物合成假說；四是植物和微生物細(xì)胞自溶假說；五是科諾諾娃學(xué)說；六是恩德斯提出的植物殘?bào)w形成腐植酸的過程和煤化機(jī)制；七是我國學(xué)者邊文驊提出的厭氧發(fā)酵形成腐植酸的三個(gè)基本階段理論，即水解階段一產(chǎn)酸階段一合成和聚合階段。指出參與厭氧發(fā)酵形成腐植酸的微生物不是一個(gè)純菌種，而是由多個(gè)微生物生理群聯(lián)合作用的結(jié)果。

6、在此對(duì)我國學(xué)者邊文驊提出的厭氧發(fā)酵形成腐植酸的三個(gè)基本階段理論進(jìn)行闡述。邊文驊學(xué)者從自然界選取優(yōu)質(zhì)活性污泥為菌種，在室內(nèi)富集培養(yǎng)擴(kuò)大，優(yōu)化生產(chǎn)條件,在500mL、5000mL發(fā)酵器發(fā)酵試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大為In?、20n?環(huán)流厭氧發(fā)酵器的屮試生產(chǎn)規(guī)模均獲得了良好的效果。從而認(rèn)識(shí)到，腐植酸是有機(jī)物質(zhì)（動(dòng)、植物殘?bào)w）在適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度、酸堿度和厭氧條件下，通過功能不同的多種微生物的代謝，形成腐植酸的過程,這一過程大概分為三個(gè)階段。第一階段，或稱水解階段，rtl發(fā)酵細(xì)菌產(chǎn)生胞外酶水解人分子有機(jī)物質(zhì)如纖維素、半纖維索、木質(zhì)索、淀粉、果膠質(zhì)、脂肪和蛋白質(zhì)等。根據(jù)他們作用的底物不同

7、，分別稱為纖維素分解菌、半纖維素分解菌、木質(zhì)素分解菌、淀粉分解菌、脂肪分解菌和蛋白質(zhì)分解菌等生理群，在它們的作用下，多糖類物質(zhì)水解為單糖，蛋白質(zhì)水解為肽和氨基酸，脂肪水解成甘油和脂肪酸。第二階段，或稱產(chǎn)酸階段，進(jìn)入細(xì)胞的各種可溶性物質(zhì)，在各種胞內(nèi)酶的作用下進(jìn)一步分解代謝，生成多重?fù)]發(fā)性脂肪酸和醇，如乙酸、甲酸、丙酸、丁酸、乳酸、甲醇、乙醇等，同時(shí)出現(xiàn)許多活性基團(tuán)，如-Oil、-coon等。第三階段，或稱為合成和聚合階段，在微生物細(xì)胞內(nèi)合成，菌體死亡后釋放出來或在細(xì)胞外通過聚合作用生成腐植酸⑹o1?3腐植酸分類腐植酸分類因其形成與來源方式而不同。按照腐