γ-聚谷氨酸明胶膜对重金属离子吸附特性研究.doc

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1、γ-聚谷氨酸明胶膜对重金属离子吸附特性研究　　摘要：利用蜡状芽孢杆菌液体发酵制备γ－聚谷氨酸，提取并制得γ－ＰＧＡ溶液；以０．５ｇ／Ｌ的γ－ＰＧＡ溶液与明胶交联制成明胶膜，未交联γ－ＰＧＡ的明胶膜作空白对照，用原子吸收分光光度法检测金属离子消耗，研究γ－ＰＧＡ明胶膜对Ｃｕ２＋、Ｃｏ２＋的吸附特性。实验结果表明，Ｃｕ２＋在ｐＨ为８、２４℃、５ｈ时有最佳吸附量，饱和吸附量为１２．３４μｇ／ｍＬ；Ｃｏ２＋在ｐＨ７、２１℃、５ｈ时有最佳吸附量，饱和吸附量为１９．５０μｇ／ｍＬ；证实了γ－ＰＧＡ与明胶交联制成的明胶膜具有吸附重金属的能力。　　关键词：蜡状芽孢杆菌；γ－ＰＧＡ；金属离子；明胶膜

2、；吸附特性　　中图分类号：Ｘ５９２；Ｑ９３９．９９文献标识码：Ａ文章编号：0439－８11419－3956-04　　　　StudyontheAdsorptionCharacteristicofMetalIonsonGelatinMembrane　　Cross-linkedPoly-γ-glutamicAcid　　　　ＷＡＮＧＨｏｎｇ－ｂｉｎ１，２，ＣＨＥＮＧＭｉｎｇ３，ＳＨＥＮＧＪｕ２，ＹＡＮＧＹａｎ－ｙａｎ２，ＬＩＳｈｉ－ｈｕ２，ＹＡＮＢｉｎ－ｌｕｎ２　　　　　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Pｏｌｙ－γ－ｇｌｕｔａｍｉｃａｃｉｄｗａｓｐｒｏｄｕｃｅｄｔｈｒｏｕｇｈｌｉｑｕｉｄｆｅｒｍｅｎｔ

3、ａｔｉｏｎｏｆＢａｃｉｌｌｕｓｃｅｒｅｕｓ．Ｔｈｅｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇγ－ＰＧＡｗｉｔｈｇｅｌａｔｉｎ．Ｔｈｅｎｏｎ－ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｅｄｇｅｌａｔｉｎｍｅｍｂｒａｎｅｗａｓｓｅｒｖｅｄａｓｃｏｎｔｒｏｌ．ＴｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣｕ２＋ａｎｄＣｏ２＋ｏｎｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｑｕａｎｔｉｔｉｅｓｏｆｍｅｔａｌｉｏｎｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙａｔｏｍｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏ

4、ｔｏｍｅｔｒｙ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｌａｒｇｅｓｔａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆＣｕ２＋ｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｐＨ８ａｔ２４℃ｆｏｒ５ｈ，ａｎｄｔｈｅｌａｒｇｅｓｔａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆＣｏ２＋ｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｐＨ７ａｔ２１℃ｆｏｒ５ｈ．Itwasｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｐｒｏｄｕｃｅｄｗｉｔｈｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄγ－ＰＧＡａｎｄｇｅｌａｔｉｎｗａｓcapableｆｏｒｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌｉｏｎｓ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｅｓｔａｂｌｉｓ

5、ｈｅｄａｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｒｅｃｙｃｌｅｏｆｔｈｅｖａｌｕａｂｌｅｍｅｔａｌｓ．　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂａｃｉｌｌｕｓｃｅｒｅｕｓ；γ－ＰＧＡ；ｍｅｔａｌｉｏｎｓ；ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｅｄｍｅｍｂｒａｎｅ；ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　　　　γ－聚谷氨酸简称γ－ＰＧＡ，γ－ＰＧＡ是一种由微生物大量生物合成的阴离子型多聚氨基酸，是一种谷氨酸的高分子聚合物，对人类和环境无毒无害［１］。由于其分子量特别大并且侧链上具有游离的羧基，可以与水中的胶体颗粒相吸附，在适宜的条件下，颗粒之间能够通过产生“架桥”现象形成一种三维的网状结构而沉降，可以

6、作为一种新型的生物絮凝剂应用于水的纯化和加工以及食品和发酵工业的下游处理［２］。同时，γ－ＰＧＡ是一种出色的绿色塑料，它在自然界可迅速降解，不会造成环境污染。因而，筛选合适的能产具有絮凝活性的γ－ＰＧＡ产生菌是当前的研究热点之一。迄今已经发现了几种产生菌，主要是芽孢杆菌属的菌株，包括各种枯草芽孢杆菌［３］、地衣芽孢杆菌［４］、炭疽芽孢杆菌［５］和纳豆芽孢杆菌，但对于蜡状芽孢杆菌发酵产生γ－ＰＧＡ及其絮凝特性的研究鲜见报道。　　本实验通过自行筛选获得了一株产γ－ＰＧＡ的蜡状芽孢杆菌ＨＹＷＬ－１，对其所产的γ－ＰＧＡ进行了对重金属离子吸附特性的研究。由于γ－ＰＧＡ具有很强的水溶性，如将

7、其作为工业废水处理中对金属离子的吸附剂就需寻找一种合适的载体，这既能够让γ－ＰＧＡ附着在其上不随水流失，又能不破坏其阴离子特性保持其对于金属离子的吸附性能；为此，本实验选择明胶作为膜载体，将γ－ＰＧＡ与其交联［６］；旨在为环保行业、污废水处理及金属离子回收利用方面提供基础理论依据。　　１材料与方法　　１．１菌种　　蜡状芽孢杆菌ＨＹＷＬ－１，为淮海工学院海洋学院微生物实验室分离选育的产γ－ＰＧＡ菌株。　　１．２培养基及培养方法　　１．２．１种子培养基牛肉膏蛋白胨培养基。