王馨蔚，莫?jiǎng)?chuàng)榮，梁　敏，胡造時(shí)，戴知友（廣西大學(xué)環(huán)境學(xué)院，廣西南寧530004）

木薯淀粉廢水培養(yǎng)復(fù)合微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的營養(yǎng)條件優(yōu)化

王馨蔚，莫?jiǎng)?chuàng)榮*，梁敏，胡造時(shí)，戴知友
（廣西大學(xué)環(huán)境學(xué)院，廣西南寧530004）

研究開發(fā)新型復(fù)合微生物絮凝劑及木薯淀粉廢水資源化利用新途徑。從厭氧廢水中篩選出兩株對(duì)木薯淀粉廢水具有高絮凝活性的乳酸菌LB3、LB5，經(jīng)16S rDNA基因序列分析鑒定分別為干酪乳桿菌（Lactobacillus casei）和植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）。通過單因素實(shí)驗(yàn)表明，木薯淀粉廢水培養(yǎng)復(fù)合菌體產(chǎn)絮凝劑的最佳營養(yǎng)條件為：在不添加磷酸二氫鉀原濃度木薯淀粉廢水中，采用葡萄糖為廢水培養(yǎng)基的補(bǔ)充碳源，酵母膏和蛋白胨作為復(fù)配氮源按1∶2配比添加，其補(bǔ)充碳氮總量為4.5%，碳氮比值為1.5。在該條件下，發(fā)酵液對(duì)淀粉廢水和高嶺土懸液的絮凝率最高可達(dá)89.2%和91.4%。

木薯淀粉廢水，復(fù)合微生物絮凝劑，條件優(yōu)化，篩選

微生物絮凝劑（Microbial flocculant，MBF），是一種天然生物高分子絮凝劑，按來源其可分為三類［1］：直接利用微生物細(xì)胞的絮凝劑；利用微生物細(xì)胞提取物的絮凝劑；利用微生物細(xì)胞代謝的不同種類絮凝劑［2］。微生物絮凝劑可使液體中不易降解的固體懸浮顆粒、菌體細(xì)胞和膠體粒子等發(fā)生凝聚沉淀，是具有生物分解性和安全性的高效、無毒、無二次污染的綠色水處理劑［3］。目前對(duì)微生物絮凝劑的研究已逐步從單一菌種轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)合菌種的培養(yǎng)，針對(duì)不同的處理對(duì)象，采取化學(xué)絮凝劑和微生物絮凝劑復(fù)配［4］，以此擴(kuò)大微生物絮凝劑的運(yùn)用。菌種絮凝能力低和生產(chǎn)成本高是微生物絮凝劑運(yùn)用的兩個(gè)主要問題［5］。利用營養(yǎng)物質(zhì)豐富的廉價(jià)原料培養(yǎng)發(fā)酵微生物絮凝劑［6］，是降低其生產(chǎn)成本的有效方法之一。已報(bào)道的廉價(jià)原料有食品工業(yè)廢水如淀粉廢水［7］，醬油廢水［8］，制棕櫚油廢水［9］，木薯酒精廢水［10］，還有利用秸稈類纖維素［11］等。

廣西是目前全國最大的木薯生產(chǎn)基地，木薯淀粉年產(chǎn)量58萬噸，占全國總量的70%以上［12］。木薯淀粉生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生大量高濃度有機(jī)廢水，其中含有大量的水溶性物質(zhì)，如糖、蛋白質(zhì)等，此外還含有少量的微細(xì)纖維和淀粉，且CODCr、BOD5值很高，處理難度極大［13］。本研究擬從淀粉廠厭氧廢水中篩選出多株具有絮凝活性的菌株，通過復(fù)篩得到高絮凝活性復(fù)合菌株，利用木薯淀粉廢水優(yōu)化該復(fù)合菌株產(chǎn)微生物絮凝劑的培養(yǎng)條件，旨在為木薯黃漿淀粉廢水資源循環(huán)再利用提供新途徑，達(dá)到以廢治廢的目的。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

菌種來源采自南寧市某木薯淀粉廠厭氧罐中上層的厭氧廢水；木薯由木薯淀粉廠提供；木薯淀粉黃漿廢水由實(shí)驗(yàn)室模擬生產(chǎn)流程制備所得。

CX31RTSF型奧林巴斯顯微鏡奧林巴斯公司；pHS-3C型數(shù)字酸度計(jì)上海精科；UV-1800型紫外分光光度計(jì)日本島津；YXQ-LS-50S型立式壓力蒸汽滅菌鍋上海博訊；國華SHA-B型恒溫水浴搖床常州國華電器；722型可見光分光光度計(jì)上海儀電分析儀器有限公司；SW-CJ-1D型超凈工作臺(tái)蘇州凈化設(shè)備有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1淀粉廢水的制備模擬實(shí)際生產(chǎn)流程，將木薯和水按照1∶3（w/v）的比值配比，將榨取后的木薯渣和汁液混合攪拌10 min后，經(jīng)過四層紗布和100目篩分離出淀粉乳，在4000 r/min的條件下離心1 min，倒取離心后的上清液為實(shí)驗(yàn)廢水。為盡量保證自制廢水實(shí)驗(yàn)條件一致性，每次榨取廢水均對(duì)水質(zhì)進(jìn)行測定。

1.2.2培養(yǎng)基的配制MRS瓊脂培養(yǎng)基（1 L）：蛋白胨10.0 g，牛肉膏10.0 g，酵母粉5.0 g，K2HPO42.0 g，檸檬酸二銨2.0 g，乙酸鈉5.0 g，葡萄糖20.0 g，碳酸鈣15 g，MgSO4·7H2O 0.58 g，MnSO4·4H2O 0.25 g，吐溫801 mL，瓊脂15 g，pH調(diào)節(jié)至6.2～6.4。

MRS液體培養(yǎng)基：為上述MRS固體培養(yǎng)基不加瓊脂和碳酸鈣，同時(shí)用作種子液培養(yǎng)基。

廢水培養(yǎng)基：為保證每次實(shí)驗(yàn)所用廢水的一致性，控制廢水本底值保持在一定范圍，經(jīng)一定稀釋后的自制木薯淀粉廢水100 mL，滅菌保持培養(yǎng)基不受其他雜菌影響。

1.2.3廢水水質(zhì)的測定化學(xué)需氧量CODCr采用重鉻酸鉀微波消解快速測定法；總氮TN采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法，參照HJ 636-2012；總磷TP采用鉬酸銨分光光度法，參照《GB11893-89》；pH采用pHS-3C計(jì)測定；還原糖采用3，5-二硝基水楊酸比色法；蛋白質(zhì)采用考馬斯亮藍(lán)G-250法。

1.2.4菌種的初篩復(fù)篩移取1 mL厭氧廢水上清液至MRS液體培養(yǎng)基，于30℃、150 r/min搖床培養(yǎng)48 h進(jìn)行富集培養(yǎng)［14］，采用梯度稀釋法進(jìn)行菌種的篩分，挑選在MRS固體培養(yǎng)基上具有鈣溶解圈的菌落分離純化。挑取不同純菌種接種于MRS液體培養(yǎng)基，在30℃、150 r/min搖床培養(yǎng)48 h，通過對(duì)廢水的絮凝效果進(jìn)行篩選。將篩選出的菌體保存至斜面培養(yǎng)基冷藏。

取初篩菌種接種于MRS液體培養(yǎng)基培養(yǎng)24 h作為種子液，分別各取1 mL種子液兩兩、交叉復(fù)配接種于100 mL稀釋2倍的木薯淀粉廢水中，相同培養(yǎng)條件，測定菌種復(fù)配發(fā)酵液對(duì)淀粉廢水的絮凝率，選取絮凝率最高的復(fù)配組合作為研究對(duì)象。

1.2.5菌種的鑒定16S rDNA基因同源性分析：將待檢菌株接種于斜面固體培養(yǎng)基，測序相關(guān)工作交由生工生物工程（上海）股份有限公司完成。分析所得基因組序列在NCBI數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行blast分析，再利用MEGA6.0構(gòu)建發(fā)育樹，確定菌種分類。

1.2.6絮凝活性分布實(shí)驗(yàn)取實(shí)驗(yàn)單菌株種子液各1 mL接種于100 mL MRS液體培養(yǎng)基，30℃、150 r/min搖床培養(yǎng)48 h后，發(fā)酵液在4000 r/min條件下離心20 min，取上清液備用，離心后的菌體加入等體積水制成菌懸液，同時(shí)用蒸餾水洗滌菌體2次加入等體積水制為洗滌菌懸液，測定發(fā)酵原液、上清液、菌懸液、洗滌菌懸液對(duì)高嶺土懸液的絮凝率。

1.2.7營養(yǎng)條件的確定

1.2.7.1補(bǔ)充不同碳源對(duì)絮凝效果的影響選擇6種常用碳源葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、甘油、95%乙醇各2%添加于100 mL廢水培養(yǎng)基中，滅菌備用。兩菌株總接種量為2%，按配比1∶1（v/v），于30℃150 r/min的條件下培養(yǎng)48 h，測定發(fā)酵液pH及對(duì)淀粉廢水和高嶺土懸浮液的絮凝率，確定最佳碳源。

1.2.7.2補(bǔ)充不同氮源對(duì)絮凝效果的影響選擇蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、胰蛋白胨、硫酸銨、尿素按2%添加于100 mL廢水培養(yǎng)基中，并添加2%優(yōu)化所得最佳碳源，同培養(yǎng)條件及測定方法，確定最佳氮源。由于使用單一氮源成本較高，選用廉價(jià)氮源進(jìn)行復(fù)配，促進(jìn)菌體生長及胞外聚合物分泌［15］。選擇絮凝效果好的單一氮源按總添加量3%進(jìn)行復(fù)配，確定最佳復(fù)配氮源。

1.2.7.3不同碳氮總量和碳氮比對(duì)絮凝效果的影響

根據(jù)以上優(yōu)化確定的外加碳氮源，設(shè)置補(bǔ)加碳氮添加總量為：5%、4.5%、4%、3%；碳氮比值為：0.5、1、1.5、2進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn)，同培養(yǎng)條件及測定方法，確定最優(yōu)碳氮總量和碳氮比。

1.2.7.4廢水濃度以及無機(jī)鹽磷酸二氫鉀對(duì)絮凝率的影響根據(jù)以上優(yōu)化確定的外加碳氮源量，設(shè)定廢水稀釋倍數(shù)為：0、2、4、5；參考任敦建等［10］研究的以磷酸二氫鉀作為磷源時(shí)對(duì)絮凝率有很大影響，選用不同添加量，在不同稀釋度廢水培養(yǎng)基中補(bǔ)加0、0.2、0.4、0.8、1 mL濃度為10 g/L的磷酸二氫鉀，同條件培養(yǎng)測定絮凝率。

1.2.8高嶺土懸液絮凝率的測定稱取0.8 g高嶺土于燒杯中，加入200 mL去離子水和5 mL 1%CaCl2溶液，用六聯(lián)攪拌器以300 r/min快攪30 s，加入20 mL發(fā)酵液，再以150 r/min慢攪5 min，靜置30 min，在液面1 cm下吸取上清液于550 nm下測定吸光度（B），空白以去離子水為對(duì)照，于波長550 nm下測定吸光度（A）。絮凝率的計(jì)算如公式（1）：

式中：A—空白對(duì)照樣上清液在550 nm處的吸光

度，B—絮凝后樣品上清液在550 nm處的吸光度。

1.2.9廢水絮凝率的測定木薯淀粉廢水濁度大是由于其含有大量蛋白質(zhì)造成的，參照李新華［16］對(duì)甘薯漿液絮凝活性的測定，及李琳［17］對(duì)紅薯淀粉廢水的絮凝測定方法，通過用微生物絮凝劑絮凝沉降木薯淀粉廢水，以廢水絮凝率來反應(yīng)其絮凝性能。于200 mL自制淀粉廢水中加入5 mL 1%CaCl2溶液，用六聯(lián)攪拌器以300 r/min快攪30 s，加入20 mL發(fā)酵液，再以150 r/min慢攪5 min，靜置30 min，在液面1 cm下吸取上清液于550 nm下測定吸光度（B），空白以添加無菌廢水培養(yǎng)基為對(duì)照，氯化鈣以去離子水代替于550 nm下測定吸光度（A）。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Office 2010版Excel和SPSS 19.0處理數(shù)據(jù)。

2　結(jié)果與分析

2.1木薯淀粉廢水水質(zhì)特征

為實(shí)現(xiàn)木薯淀粉廢水的資源循環(huán)再利用，首先對(duì)自制的廢水水質(zhì)特性進(jìn)行測定，結(jié)果見表1。

表1　木薯淀粉廢水水質(zhì)Table 1　Properties of cassava starch wastewater

由表1可知，木薯淀粉廢水屬于食品工業(yè)中的高濃度有機(jī)廢水，含有大量的粗蛋白和一定量的糖類，其TN、TP的含量可作為培養(yǎng)微生物絮凝劑的部分能源，木薯淀粉廢水作為培養(yǎng)微生物絮凝劑的基礎(chǔ)培養(yǎng)基是較為理想的。

2.2菌種初篩與復(fù)篩

厭氧廢水經(jīng)過富集培養(yǎng)后，從中篩選出29株菌株。將這29株菌株接種于MRS液體培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)后進(jìn)行木薯淀粉廢水的絮凝活性實(shí)驗(yàn)，初篩得到4株（編號(hào)分別為：LB2、LB3、LB5、LB6）絮凝率大于60%的菌株。將4株具有較高絮凝活性的菌株作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，交叉復(fù)配接種各菌株種子液于木薯淀粉廢水培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，根據(jù)其對(duì)淀粉廢水的絮凝率，復(fù)篩結(jié)果見表2。

表2　菌株復(fù)篩結(jié)果Table 2　Results of secondary screening

表2結(jié)果表明，菌種復(fù)配組合LB3∶LB5∶LB6、LB2∶ LB3∶LB6、LB2∶LB3、LB3∶LB5、LB2∶LB5和LB3∶LB6的培養(yǎng)發(fā)酵液對(duì)木薯淀粉廢水的絮凝率大于60%，其中LB3∶LB5的絮凝率最高，達(dá)到74.8%。說明這兩種菌種復(fù)合培養(yǎng)產(chǎn)生的絮凝活性物質(zhì)較多，選用LB3和LB5作為研究對(duì)象。

2.3菌種鑒定結(jié)果

LB3、LB5的16S rDNA同源性分析：兩株菌株的PCR擴(kuò)增電泳圖譜如圖1所示。分別提取菌株LB3、LB5的基因組DNA，通過PCR擴(kuò)增出16S rDNA片段，回收產(chǎn)物后進(jìn)行測序，結(jié)果表明菌株LB3的16S rDNA核苷酸序列長為1484 bp，LB5的16S rDNA核苷酸序列長為1450 bp，將該序列進(jìn)行Blast分析，選取同源覆蓋率為99%以上的模式菌株序列，構(gòu)建出的系統(tǒng)發(fā)育樹如圖2所示。LB3與Lactobacillus casei的同源性達(dá)到100%，初步確定為干酪乳桿菌屬，LB5與Lactobacillus plantarum的同源性達(dá)到100%，初步確定為植物乳桿菌屬，兩株菌株均屬于益生菌［18-19］。

圖1　菌株LB3、LB5 PCR凝膠電泳圖Fig.1　Strain LB3 and LB5 PCR gel electrophoresis figure

圖2　菌株LB3、LB5及相關(guān)菌株系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.2　The phylogenetic tree of strain LB3 and LB5

2.4絮凝活性分布

經(jīng)過不同處理后復(fù)合菌體發(fā)酵液各部分絮凝活性如圖3所示。

從圖3可知，不同方法處理復(fù)合菌體發(fā)酵液，對(duì)高嶺土懸液均能表現(xiàn)出良好的絮凝活性，尤其是洗滌后的菌體，絮凝率達(dá)到92.2%，顯著（p＜0.05）高于發(fā)酵原液、上清液、菌懸液的絮凝率，這是由于菌體細(xì)胞表面存在絮凝活性物質(zhì)。通常已知的微生物絮凝劑一類是菌體胞外產(chǎn)物有絮凝作用，而菌體本身沒有絮凝作用，另一類只是菌體本身具有絮凝活性。LB3與LB5復(fù)合產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物及其復(fù)合菌體本身

圖3　絮凝活性分布Fig.3　Flocculation activity profile

都具有絮凝活性，與張莉力等［20］研究的副干酪乳桿菌僅是菌體本身有絮凝作用不同。這一特點(diǎn)可使其運(yùn)用范圍更廣泛，利用價(jià)值更高。

2.5復(fù)合型微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的廢水營養(yǎng)條件優(yōu)化

2.5.1添加碳源種類對(duì)絮凝效果的影響在廢水培養(yǎng)基中添加2%的6種不同種類物質(zhì)作為補(bǔ)充碳源，滅菌接種后進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)并測定絮凝率，結(jié)合pH確定最佳碳源，結(jié)果見圖4。

圖4　不同碳源對(duì)絮凝率的影響Fig.4　Effect of different additional carbon sources on flocculating activity

從圖4可以看出，在補(bǔ)充不同種類的外加碳源中，其中以葡萄糖和乳糖培養(yǎng)后對(duì)木薯淀粉廢水的絮凝率最高，可達(dá)到75.1%、76.0%，相比以蔗糖培養(yǎng)的發(fā)酵液對(duì)高嶺土懸液的絮凝率高達(dá)91.3%，但對(duì)木薯淀粉廢水的絮凝率卻不高。葡萄糖作為單糖，可較快速的被菌體利用代謝產(chǎn)生更多的絮凝活性物質(zhì)，且培養(yǎng)發(fā)酵液pH最低，投加后達(dá)到木薯淀粉廢水中蛋白質(zhì)絮凝沉淀的等電點(diǎn)范圍值［21］。蔗糖作為速效碳源可快速提高菌體生長量，但分泌的胞外代謝物量不高，對(duì)淀粉廢水的絮凝率相對(duì)較低；而添加甘油作為碳源對(duì)促進(jìn)菌體生長不利，復(fù)合菌體發(fā)酵液pH 為4.05，對(duì)高嶺土懸液仍具有絮凝活性可能是生長少量的菌體本身對(duì)其產(chǎn)生絮凝作用。根據(jù)發(fā)酵液絮凝淀粉廢水的效果，選擇葡萄糖作為外加碳源。

2.5.2添加氮源種類對(duì)絮凝效果的影響廢水培養(yǎng)基中添加2%葡萄糖為補(bǔ)充碳源，再分別添加2%的各類氮源進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，測定其絮凝結(jié)果，見圖5。

圖5　不同氮源對(duì)絮凝率的影響Fig.5　Effect of different additional nitrogen sources on flocculating activity

從圖5可知，6種不同種類的補(bǔ)加氮源中，蛋白胨、牛肉膏、酵母膏對(duì)木薯淀粉廢水和高嶺土懸液的絮凝率均能達(dá)到80%以上。其中以酵母膏對(duì)高嶺土懸液的絮凝率最高為94.8%，對(duì)木薯淀粉廢水的絮凝率達(dá)到83.4%，且發(fā)酵培養(yǎng)液pH降低至3.27，說明其更有利于促進(jìn)菌體生長，但尿素和硫酸銨均對(duì)菌體生長產(chǎn)絮凝活性物質(zhì)沒有促進(jìn)作用，淀粉廢水絮凝率幾乎接近零，說明在氮源種類利用方面，尿素和硫酸銨作為無機(jī)氮源不能被乳酸菌類細(xì)菌直接利用，和已有研究的乳酸菌類細(xì)菌報(bào)道類似［20］。綜合對(duì)淀粉廢水和高嶺土懸液的絮凝效果，選擇蛋白胨、牛肉膏、酵母膏進(jìn)行氮源復(fù)配。

2.5.3復(fù)配氮源對(duì)絮凝效果的影響從節(jié)約成本以及為菌體生長提供最優(yōu)氮源出發(fā)，牛肉膏和酵母膏的成本較高，和蛋白胨復(fù)配作為氮源，按總量3%的不同配比添加于廢水培養(yǎng)基中，發(fā)酵培養(yǎng)后進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3。

表3　復(fù)配氮源對(duì)絮凝率的影響Table 3　Effect of compound nitrogen source on flocculating activity

從表3中可以看出，酵母膏和蛋白胨作為氮源，配比為1∶2時(shí)對(duì)木薯淀粉廢水和高嶺土懸液的絮凝率分別是81.1%、92.9%，與牛肉膏和蛋白胨在配比為2∶1相比較，其絮凝率相差均未超過1%。經(jīng)方差分析，兩種配比的絮凝率差異不顯著（p＞0.05），因酵母膏富含完全蛋白質(zhì)，均衡的必需氨基酸以及B族維生素、核苷酸、微量元素等，從實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)成本考慮，選擇酵母膏與蛋白胨按1∶2復(fù)配培養(yǎng)菌體，有利于產(chǎn)生絮凝活性物質(zhì)。

2.5.4不同碳氮總量和碳氮比對(duì)絮凝效果的影響根據(jù)已確定最佳碳源和氮源，測定不同外加碳氮總量及碳氮比的絮凝效果，結(jié)果分別見圖6、圖7。

圖6　木薯淀粉廢水絮凝率Fig.6　Flocculation rate of cassava starch wastewater

圖7　高嶺土懸液絮凝率Fig.7　Flocculation rate of kaolin suspension

一定量的碳氮比能促進(jìn)微生物代謝及提高胞外聚合物的分泌量，碳氮比對(duì)菌體產(chǎn)生胞外物聚合物具有關(guān)鍵作用，不同的微生物利用不同的碳氮源，導(dǎo)致沒有固定的最佳碳氮比定值［22］。從圖中可知，在碳氮總量為4.5%，碳氮比值為1.5時(shí)對(duì)淀粉廢水的絮凝率最高達(dá)到84.5%，高嶺土懸液絮凝率為94.7%，此時(shí)復(fù)合菌體發(fā)酵培養(yǎng)液pH降低至3.24；在碳氮總量和比值為5%、1.5時(shí)，二者的絮凝率呈負(fù)相關(guān)，可能是由于菌體大量生長，利用自身產(chǎn)生的胞外絮凝性物質(zhì)作為營養(yǎng)物，導(dǎo)致對(duì)淀粉廢水的絮凝性能下降。當(dāng)碳氮比值大于1.5達(dá)到2.0時(shí)，培養(yǎng)液對(duì)淀粉廢水和高嶺土懸液的絮凝率明顯下降，說明在此碳氮比值下不適宜菌體生長分泌具有絮凝活性的胞外產(chǎn)物。經(jīng)F檢驗(yàn)，不同碳氮總量和碳氮比間無顯著性差異（p＞0.05）。因此，綜合碳氮源用量及復(fù)合菌體發(fā)酵液對(duì)淀粉廢水的絮凝性能，選擇添加總量4.5%和比值1.5為碳氮總量及碳氮比。

2.5.5不同廢水濃度以及無機(jī)鹽磷酸二氫鉀對(duì)絮凝率的影響根據(jù)以上優(yōu)化的碳氮源添加量，在不同濃度木薯淀粉廢水中添加濃度為10 g/L的磷酸二氫鉀進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)48 h后測定發(fā)酵液對(duì)淀粉廢水和高嶺土懸液的絮凝率，結(jié)果見圖8、圖9。

圖8　廢水濃度及磷酸二氫鉀添加量對(duì)廢水絮凝率的影響Fig.8　Effect of wastewater concentration and KH2PO4dosage on flocculating activity

圖9　廢水濃度及磷酸二氫鉀添加量對(duì)高嶺土絮凝率的影響Fig.9　Effect of wastewater concentration and KH2PO4dosage on flocculating activity

在實(shí)際淀粉生產(chǎn)中，由于所用木薯原料中淀粉及其他營養(yǎng)物質(zhì)含量不同，會(huì)造成廢水的有機(jī)物濃度變化較大。模擬自制廢水在不同濃度的基礎(chǔ)上，改變KH2PO4的添加量，培養(yǎng)液對(duì)木薯淀粉廢水及高嶺土懸液的絮凝率無顯著性（p＞0.05）的提高，當(dāng)添加量為0.0 mL/100 mL、廢水為原濃度時(shí)發(fā)酵液對(duì)二者的絮凝率分別達(dá)到89.2%、91.4%，且培養(yǎng)液的pH下降到3.17。說明菌體可以良好的生長于高濃度有機(jī)廢水中，耐受高滲透壓的水體環(huán)境，其中的無機(jī)鹽含量已能達(dá)到菌體的生長需求量，隨著淀粉廢水不斷稀釋，營養(yǎng)物質(zhì)濃度也下降而不足以提供菌體生長所需，增加磷酸二氫鉀的添加量，在一定程度上可促進(jìn)菌體生長分泌絮凝活性物質(zhì)。從實(shí)際生產(chǎn)考慮，選擇不稀釋的淀粉廢水和不添加磷酸二氫鉀直接進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。

3　結(jié)論

從木薯淀粉廠厭氧廢水中篩選分離出具有高絮凝活性的兩株菌株，經(jīng)鑒定LB3為干酪乳桿菌屬，LB5為植物乳桿菌屬。絮凝活性分布實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與通常微生物絮凝劑只在單方面具有絮凝活性不同，LB3與LB5復(fù)合產(chǎn)生的胞外分泌物具有良好的絮凝活性，其菌體本身也具有較高絮凝活性。對(duì)其利用木薯淀粉廢水作為廉價(jià)底物的營養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)按兩菌株總接種量為2%，配比為1∶1時(shí)培養(yǎng)優(yōu)化得到廢水培養(yǎng)基最佳補(bǔ)充碳源為葡萄糖，復(fù)合氮源以酵母膏和蛋白胨按1∶2添加，其補(bǔ)加碳氮源添加總量為4.5%，碳氮比值為1.5；根據(jù)優(yōu)化確定最優(yōu)碳氮源量，直接以原濃度木薯淀粉廢水和不添加磷源的方式進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，復(fù)合菌體能良好的生長于高濃度有機(jī)廢水中，其發(fā)酵液對(duì)木薯淀粉廢水及高嶺土懸液的絮凝率最高達(dá)到89.2%、91.4%，同時(shí)發(fā)酵培養(yǎng)液pH下降到3.17，在3.1～3.5范圍內(nèi)，投加后達(dá)到木薯淀粉廢水中蛋白質(zhì)絮凝沉降的最佳等電點(diǎn)范圍。

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Culture of complex bioflocculant-producing strains and optimization of its nutritional conditions by using cassava starch wastewater

WANG Xin-wei，MO Chuang-rong*，LIANG Min，HU Zao-shi，DAI Zhi-you
（Department of Environment Science，Guangxi University，Nanning 530004，China）

A new style of combined microbial flocculant and a new way for cassava starch wastewater reutilization were proposed.Two lactic acid bacterial strains LB3 and LB5 which could produce bioflocculant with high flocculating to cassava starch wastewater were screened from anaerobic wastewater.16S rDNA gene sequence analysis showed that the two strains could be identified as Lactobacillus casei and Lactobacillus plantarum respectively.The nutritional conditions which combined strains fermented cassava starch wastewater to produce bioflocculant were optimized through single factor test.The optimization nutritional compositions were：raw concentration cassava starch wastewater without adding KH2PO4，with glucose as the optimal carbon source in wastewater culture medium，combined nitrogen source of yeast extract and peptone by 1∶2，4.5%of total carbon and nitrogen amount with C/N ratio of 1.5.With the condition above，the flocculation rate of fermentation broth to starch wastewater and Kaolin clay suspension was found to be 89.2%and 91.4%respectively.

cassava starch wastewater；complex microbial flocculant；conditions optimization；screening

TS239

A

1002-0306（2016）04-0211-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.04.034

2015－07－17

王馨蔚（1990-），女，碩士研究生，研究方向：環(huán)境污染控制技術(shù)與工程，E-mail：meldy114@sina.com。

莫?jiǎng)?chuàng)榮（1969-），男，博士，研究方向：環(huán)境評(píng)價(jià)、環(huán)境規(guī)劃，E-mail：mochuangrong@163.com。

南寧市科學(xué)與技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目（20125257）。