鼠李糖脂表面活性剂的制备及其对微生物降解苯酚的影响

论文摘要

苯酚广泛存在于工业废水中,它有毒并且难降解。处理含酚废水的方法很多,其中生物降解的方法具有高效、低成本且无二次污染等特点,成为治理含酚废水最普遍的方法。表面活性剂对疏水性有机物有核心增溶及吸附作用并且能促进菌体对疏水性有机物的降解,但表面活性剂的这种作用对苯酚生物降解的影响尚不明了。本论文系统地研究了添加两种化学表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、曲拉通X-100（Triton X-100）以及生物表面活性剂二鼠李糖脂（dirhamnolipid, diRL）对一株热带假丝酵母（Candida tropicalis）降解苯酚的影响。首先通过铜绿假单胞菌好氧发酵培养产生了生物表面活性剂鼠李糖脂,并对它进行了沉降分离和柱层析提纯,得到了较纯的单鼠李糖脂和二鼠李糖脂,经液质联用鉴定,这两种鼠李糖脂均含有三种主要成分。二鼠李糖脂混合物用作后续实验。接下来考察了制取的单鼠李糖脂和二鼠李糖脂在pH中性附近无机盐溶液中的CMC,作为下步研究的基础。结果显示,单糖脂和二糖脂在pH6.5的无机盐溶液中的临界胶束浓度CMC分别为75μM和106μM。然后研究了生物表面活性剂二鼠李糖脂和两种不同性质的化学表面活性剂对一株热带假丝酵母降解苯酚的影响。目的在于探索降解菌、表面活性剂以及降解底物的相互作用,为表面活性剂应用于含酚废水的处理提供理论依据。结果表明,不同性质的表面活性剂对菌体降解苯酚的影响作用不同,发酵液中苯酚的分解和菌体生长的不同步,反映了苯酚对该菌的毒性作用以及苯酚降解过程中中间产物的形成。CTAB对热带假丝酵母具有毒性作用,抑制菌体对苯酚的降解。低浓度的Triton X-100对C. tropicalis的生长及对苯酚的降解有一定的促进作用；随着Triton X-100浓度增大,降解初期菌体的衰亡减缓,但使菌体生长滞后,苯酚分解完全的时间延长。生物表面活性剂diRL促进菌体对苯酚降解的同时显著地促进了C.tropicalis的生长,且促进作用随着加入diRL浓度的增大而增强；而diRL在发酵过程中浓度也逐渐降低,这表明diRL很大程度上减弱了苯酚对菌体的毒性,并且可以共同作为碳源促进菌体的生长。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 第1章 绪论
• 1.1 含酚废水污染现状及危害
• 1.1.1 含酚废水的来源
• 1.1.2 含酚废水的危害
• 1.2 含酚废水的处理方法及研究进展
• 1.2.1 物理法
• 1.2.2 化学法
• 1.2.3 生物法
• 1.2.4 含酚废水处理技术的发展趋势
• 1.3 苯酚的微生物有氧降解代谢途径
• 1.4 生物表面活性剂概述
• 1.4.1 生物表面活性剂的分类和分子结构
• 1.4.2 生物表面活性剂的性质
• 1.4.3 生物表面活性剂的生理功能
• 1.4.4 生物表面活性剂在环境工程中的应用
• 1.5 本研究课题的主要研究内容
• 第2章 鼠李糖脂的制备及表征
• 2.1 前言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 菌种
• 2.2.3 培养基
• 2.2.4 鼠李糖脂的发酵培养
• 2.2.5 鼠李糖脂的分离提纯
• 2.2.6 鼠李糖脂的HPLC-MS鉴定
• 2.2.7 鼠李糖脂二糖脂的二次纯化
• 2.2.8 单鼠李糖脂和二鼠李糖脂CMC的测定
• 2.3 结果
• 2.3.1 TLC色结果
• 2.3.2 鼠李糖脂的HPLC-MS鉴定
• 2.3.3 鼠李糖脂溶液的CMC
• 2.4 讨论
• 2.5 小结
• 第3章 三种表面活性剂对热带假丝酵母降解苯酚的影响
• 3.1 前言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 菌体
• 3.2.3 实验用培养基
• 3.2.4 培养条件
• 3.2.5 菌体生长量的测定
• 3.2.6 苯酚浓度的测定（液相色谱法）
• 3.2.7 CTAB浓度的测定
• 3.2.8 Triton X-100浓度的测定
• 3.2.9 diRL浓度的测定
• 3.2.10 菌体表面Zeta电势的测定
• 3.3 结果
• 3.3.1 CTAB对C.tropicalis降解苯酚的影响
• 3.3.2 Triton X-100对C.tropicalis降解苯酚的影响
• 3.3.3 diRL对C.tropicalis降解苯酚的影响
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间论文发表情况
• 致谢