[發明專利]一種提高微生物絮凝劑活性的方法

有效

• 申請號: 201310068079.7
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN103130317A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 張苓花;朱益民;陳箐
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: C02F1/56
• 分類號: C02F1/56;B01D21/01
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 賈漢生;李馨

技術領域

本發明屬于微生物絮凝劑技術領域，具體涉及一種提高微生物絮凝劑絮凝活性的方法。

背景技術

微生物絮凝劑（Microbial?Flocculants，MBF）是由微生物產生的具有絮凝活性的大分子物質。與目前廣泛使用的無機絮凝劑和人工合成的有機高分子絮凝劑相比，微生物絮凝劑高效、無毒、無環境污染，易生物降解、無二次污染，具有絮凝、脫色、絡合重金屬等多種功能，是用途廣泛的新一代絮凝劑。微生物絮凝劑在給水、污/廢水處理、發酵及食品后處理加工等領域顯示了極大的應用價值和市場前景。

微生物絮凝劑按其化學組成分為不同類型，主要為各種多聚糖類、纖維素類、核酸、糖脂、蛋白質（包括糖蛋白類）和脂類高分子化合物。近年來，γ-聚谷氨酸作為微生物絮凝劑也受到關注。微生物絮凝劑在膠體溶液中通過吸附架橋、電性中和及卷掃作用等方式，絮凝沉淀微粒和膠粒【鄭懷禮.生物絮凝劑與絮凝技術[M].北京:化學工業出版社,2004.】。微生物絮凝劑的絮凝活性與其空間構象（空間結構、活性基團、電荷等）關系密切，而各種絮凝環境因素如pH、溫度、金屬離子、滲透壓等，會通過改變其空間構象而影響到微生物絮凝劑的絮凝活性。如絮凝環境pH的變化會影響微生物絮凝劑、懸浮顆粒及膠體顆粒表面電荷的性質、數量及中和電荷的能力。溫度對絮凝活性影響較大，一方面溫度升高會加快懸浮顆粒和膠體顆粒的運動速度從而提高絮凝率；另一方面高溫會使微生物絮凝劑變性，使生物絮凝劑的空間結構改變，從而降低絮凝活性。多糖具有絡合多種金屬離子的能力，絡合后構象大多發生變化【王強，劉紅芝，鐘葵。多糖分子鏈構象變化與生物活性關系研究進展。生物技術進展2011年第1卷第5期318-326。】。當微生物絮凝劑用于處理高離子濃度、高濃度重金屬、極端pH、高/低溫等污/廢水時，其絮凝活性顯著降低。

目前，解決上述問題的方法有增加投放量、添加金屬離子（如鈣離子）【岳艷利，周林成，王耀龍，鄭偉，謝剛，李彥鋒。微生物絮凝劑的制備及其應用研究進展。水處理技術。第38卷第1期，2012年1月】、或者多菌株混合發酵生成復合微生物絮凝劑【李政，吳偉林，張云波，劉其友，趙東風。復合型微生物絮凝劑產生菌的培養及對煉化廢水處理的研究。環境污染與防治。第33卷第3期2011年3月】等。這些技術導致成本高、造成二次污染、微生物絮凝劑生產技術不穩定等。保護微生物絮凝劑在絮凝環境中空間構象穩定，避免各種逆環境對其絮凝活性的影響，對于促進和推廣微生物絮凝劑的工業化生產和使用具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高微生物絮凝劑絮凝活性的方法，其在多種領域有廣泛應用前景，例如可應用于污/廢水凈化處理中。

本發明的技術方案是通過添加四氫嘧啶類物質，保護微生物絮凝劑的空間構象穩定，提高其絮凝活性。四氫嘧啶類物質是指四氫嘧啶（1,4,5,6-四氫-2-甲基-4-嘧啶羧酸；

1,4,5,6-tetrahydro-2-methyl-4-pyrimidine?carboxylic?acid）和羥基四氫嘧啶（1，4，5，6-四氫-2-甲基-5-羥基-4-嘧啶羧酸；1,4,5,6-tetrahydro-2-methyl-5-hydroxy-4-pyrimidinecarboxylic?acid）。

四氫嘧啶和羥基四氫嘧啶的結構式分別為：

已有大量的研究表明滲透壓補償性溶質四氫嘧啶類物質能夠減輕熱脅迫、冷凍、干燥、高鹽、氧自由基、輻射、尿素和其他變性劑對蛋白質、核酸、生物膜、甚至整個細胞的有害影響[Pastor?JM,Salvador?M,?M,et?al.Ectoines?in?cell?stress?protection:uses?and?biotechnological?production.Biotechnol?Adv.2010Nov-Dec;28(6):782-801]。本發明首次證明四氫嘧啶類物質能夠顯著提高微生物絮凝劑的絮凝活性，特別是在復雜絮凝條件下微生物絮凝劑的絮凝活性。據此提出用四氫嘧啶類物質對微生物絮凝劑進行抗逆增強性預處理，提高微生物絮凝劑的絮凝活性。具體發明內容如下：

本發明的一方面在于：公開四氫嘧啶或羥基四氫嘧啶在制備絮凝劑中的應用。

另一方面在于提高微生物絮凝劑絮凝活性的方法，其包括以下步驟：向微生物絮凝劑中添加四氫嘧啶或羥基四氫嘧啶。