巢湖蓝藻藻蓝蛋白提取纯化及微囊藻毒素-LR去除研究

【摘要】近些年,巢湖蓝藻频发,蓝藻打捞已成为治理蓝藻的重要应急措施,但打捞上岸的蓝藻处置不当会造成二次污染。因此本研究以蓝藻高附加值产品的开发和技术研究为目标,着重对巢湖蓝藻藻蓝蛋白提取纯化进行研究,优化藻蓝蛋白提取纯化工艺,藻蓝蛋白提取伴随着微囊藻毒素的释放,对此本研究采用固定化微生物技术对产生的微囊藻毒素-LR进行生物化学处理。本研究采用“冻融破壁——盐析——双水相萃取——超滤”的工艺流程提取纯化藻蓝蛋白,研究了冻融次数,解冻温度以及蓝藻干物质的量对藻蓝蛋白纯度和得率的影响；研究了硫酸铵饱和度、盐析步骤对藻蓝蛋白纯度和得率的影响；研究了双水相萃取体系、聚乙醇浓度、磷酸钾盐浓度对藻蓝蛋白纯度的影响；以及超滤分子量对藻蓝蛋白纯度的影响。研究结果表明：冻融破壁最佳条件为新鲜藻浆作为原料,冷冻温度为-20℃,解冻温度为20℃,反复冻融2次,蓝藻干物质的量为1.25%,最佳盐析条件为两步盐析,20%和35%硫酸铵饱和度,双水相的最佳条件为,体系pH为6.0时,PEG4000浓度为16%,KHP浓度为12%,30KDa的超滤离心管,最终得到蛋白纯度高达4.8,蛋白得率为2.4%,符合国际公认的荧光试剂级藻蓝蛋白纯度标准(4.0)。蓝藻藻蓝蛋白提取纯化过程中,细胞内的微囊藻毒素也随之释放出来,本研究检测藻蓝蛋白提取纯化各阶段废弃物中以及藻蓝蛋白浓缩液中微囊藻毒素-LR的含量研究其释放规律,结果表明MC-LR主要分布于超滤滤液中,其含量达到总含量的81.2%,而在藻蓝蛋白浓缩液中未检测出MC-LR,所得到的的藻蓝蛋白具有较高的安全性。对固定化微囊藻毒素降解菌去除MC-LR进行了研究,用活性炭纤维对一株微囊藻毒素降解菌株进行了固定化,考察了不同活性炭纤维预处理方法、活性炭纤维用量、pH值、温度以及MC-LR浓度对固定化藻毒素降解菌去除MC-LR的影响。结果表明,固定化藻毒素降解菌去除MC-LR的效率明显高于非固定化藻毒素降解菌。藻毒素降解菌用(1+9)盐酸预处理后的活性炭纤维作为固定化载体,其去除效果最佳。本研究得到MC-LR去除的最适条件为：活性炭纤维用量为10g/L,温度为35℃,pH值为8.0,MC-LR去除率最高达到92.9%。固定化藻毒素降解菌对pH值,温度具有一定的耐受性,能够在pH5～pH9、10℃～35℃范围内有效地去除MC-LR。
【作者】袁媛；
【导师】李玉成；
【作者基本信息】安徽大学，环境科学，2014，硕士
【关键词】蓝藻；藻蓝蛋白；微囊藻毒素-LR(MC-LR)；活性炭纤维；

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