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生物絮凝剂是指由微生物产生的具有絮凝作用的天然高分子有机物。与有机合成高分子絮凝剂和无机絮凝剂相比,生物絮凝剂具有安全、环保且能自然降解的特点,因此对生物絮凝剂的研究越来越受到人们的关注,其对水处理、发酵以及食品加工等行业中的絮凝应用具有极大潜力。本研究首先利用实验室筛选得到的两株低温絮凝菌进行复合培养,以高岭土悬浊液为对象,考察其絮凝效率,同时采用MPN法分析菌群结构。复合后的絮凝菌絮凝率提高到97%,连续传代培养至12代菌群结构达到稳定。不同生长时期DN1和DG2菌群分布不变,活菌数为DG2稍高于DN1。其最适培养温度为20℃,培养48h后达到最大值为1012cfu·mL-1。絮凝活性分布实验证明,复合菌所产絮凝剂分泌于胞外,是由微生物分泌到胞外的代谢产物。采用乙醇沉淀法对絮凝剂进行提取,所得絮凝剂为棕色粉末,水溶性好,产率为1.498±0.1g·L-1。初步成分分析结果表明,絮凝剂主要由多糖和蛋白质组成。进一步采用乙醇沉淀法对复合菌发酵液进行絮凝成分提取。提取过程中采用高速离心方法获得含多糖的粘稠层,这样提取得到的絮凝剂杂质含量明显减少。然后采用凝胶过滤层析对所提取的絮凝剂进行纯化,得到的絮凝剂纯品为白色片状固体,轻压即成粉末,水溶性好,产量约为0.39±0.013g·L-1。对高岭土悬浮液的絮凝率可达96%,糖含量占92%,蛋白质含量占0.98%,初步判定絮凝有效成分为糖蛋白。采用红外光谱、HPLC等方法对纯品进行了结构鉴定。测得絮凝剂纯品的相对分子质量为6.9×106Da;絮凝剂多糖中含有葡萄糖和甘露糖这两种单糖;分子结构中含有-OH、-COOH、-NH2及-PO3等活性基团。性质分析表明,絮凝剂对高岭土悬浮液的最佳投加量为0.09g·L-1,絮凝率可达97.5%;在5℃至90℃的温度下絮凝效果较好;适用于pH为酸性及中性溶液;结合键类型分析证明絮凝剂与高岭土颗粒之间以离子键进行结合;Zeta电位分析絮凝机理显示絮凝过程中是以“吸附架桥”为基础,钙离子起压缩双电层、电中和的作用。本研究为絮凝机理研究及日后絮凝剂的生产和应用奠定了良好的理论基础。