一种内生真菌、微生物絮凝剂及其在小麦淀粉生产废水处理中的应用

本发明涉及微生物，尤其是提供一种内生真菌、微生物絮凝剂及其在小麦淀粉生产废水处理中的应用。

背景技术：

1、微生物絮凝剂是一类新型的绿色环保废水处理剂，是一种微生物代谢产生的具有絮凝活性的天然高分子物质，能使废水中的胶体物质、悬浮颗粒等不溶物质发生絮凝沉降，与现有的化学絮凝剂相比具有以下优良特性：容易被生物降解，对环境不会造成二次污染；安全无毒性，不仅可用于处理污水，还可以用在医药食品等其他行业生产废水的絮凝；沉降率高，可对加工业、养殖业等多种污水进行有效处理。目前，微生物絮凝剂的应用研究已涉及多种废水的处理,无论是单独使用还是与化学絮凝剂进行复配使用，都能起到良好的絮凝效果。

2、作为一种重要的化工原料，淀粉在食品制造、化学化工、纺织业、造纸业、制药业等行业应用广泛。用小麦、马铃薯及大米等农产品为原料，制造淀粉的深加工行业就是淀粉工业。其中，小麦作为淀粉加工的主要原料，是世界上种植范围最广泛的农作物之一，其优势在于低糊化温度和热黏度。考虑到小麦本身的优良特性、种植面积和产量等优势，大部分淀粉生产厂都会采用小麦作为生产原料。小麦加工淀粉已经成为小麦综合开发利用的一项十分重要的内容。但小麦淀粉产业迅速发展的同时也导致其生产废水的排放量大幅增加。每生产1t淀粉，会产生10t的淀粉废水。而由于大多数生产厂家工艺未能及时改进，生产淀粉所消耗的水及蒸汽量巨大，淀粉流失严重，产率低，加之缺乏废水处理能力，使得废水中含大量有机质，如果直接排放，在造成资源浪费的同时，势必也会造成二次污染，严重破坏生态环境。

3、淀粉废水中含有一定量的不溶性淀粉、糖类、纤维等营养物质，其中包括大量残余的小麦蛋白。小麦蛋白主要由醇溶蛋白和麦谷蛋白组成，具有黏性、弹性、延伸性和吸脂性等众多良好性能，相比于动物蛋白，小麦蛋白含有更加丰富的支链氨基酸，能有效提高人体蛋白质摄入率。小麦蛋白中含有丰富的蛋白肽，而其中的谷氨酰胺具有多种优秀的生理调节功能，是一种其他蛋白质无法代替的优质蛋白，不仅在食品领域被广泛利用，还被大量用于一些营养剂的添加，应用前景十分广阔。若大量的淀粉生产废水不经处理直接排放，不仅会造成小麦蛋白资源的浪费，而且会使水环境遭受到一定的破坏。

4、微生物絮凝剂产生菌的生长条件对其合成絮凝剂的能力有直接影响，并且会影响到絮凝效果的优劣。微生物絮凝剂产生菌的培养是絮凝剂生产和应用的前提。不同微生物产生菌对营养需求不同，各自都有自己最佳的生长和高效产絮凝剂的条件，需从实践中不断探索。目前微生物絮凝剂并未被广泛的应用，原因是处理中还存在着许多实际问题，微生物絮凝剂的研究发展也受到了限制，特别是在利用微生物絮凝剂处理淀粉废水以及小麦蛋白回收方面的研究，内容更加相对匮乏。因此，研究制备高效能微生物絮凝剂并将其应用到小麦淀粉废水中回收小麦蛋白具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、本发明要解决的一个技术问题在于提供一种微生物絮凝剂，该微生物絮凝剂具有很好的絮凝效果，在减轻小麦淀粉废水污染环境的同时，可以实现淀粉废水中高值小麦蛋白的资源化利用，具有很好的应用前景。本发明要解决的另一个技术问题在于提供一种菌株产絮凝剂优化方案，获得最佳培养条件。

2、本发明公开了一种内生真菌，所述内生真菌为十大功劳内生真菌(stagonosporopsis cuc urbitacearum)，于2022年12月26日保藏在广东省微生物菌种保藏中心，菌种保藏编号为gdmcc no：63097。

3、本发明还公开了一种微生物絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将上述内生真菌接种于液体培养基中培养，获得发酵产物；

5、(2)将所述步骤(1)中的发酵产物用减压抽滤装置将菌体过滤，得到发酵液；

6、(3)将所述步骤(2)中的发酵液以3000r/min的转速离心10min，取上清液，加入2倍体积的无水乙醇，放置于4℃冰箱12h；以4000r/min的转速离心10min，取沉淀物弃上清液；在-30℃及真空度10.0pa条件下冻结1h，再冷冻干燥4h条件下得到微生物絮凝剂。

7、进一步地，所述的发酵培养基包括浓度为200g/l马铃薯、浓度为20g/l葡萄糖以及1000ml的水。

8、进一步地，所述的步骤(1)中发酵培养条件为：温度为28℃，ph为5-6，转速为150r/min，时间为5d。

9、进一步地，所述的菌株发酵液，在5g/l高岭土的试验中，对高岭土的絮凝率达到41.50％。

10、进一步地，所述的微生物絮凝剂进行定性和定量测定，molish反应鉴定糖的存在；茚三酮显色反应检测蛋白质有无；硫酸－苯酚法测定多糖含量；考马斯亮蓝法测定蛋白质含量。

11、进一步地，所述的发酵液培养条件进行单因素优化，其特征在于，针对以下四个单因素进行絮凝效果的优化：培养时间(d)、培养基初始ph、培养温度(℃)和发酵培养基种类。以发酵液多糖含量高低来判定最佳培养条件。

12、进一步地，所述的进行正交优化，其特征在于，根据单因素试验结果，选取培养基种类、初始ph、时间3个因素设计三因素三水平l9(33)正交试验表，得到最佳发酵条件。

13、本发明还公开了所述内生真菌在小麦淀粉生产废水处理中(即回收小麦蛋白)的应用，具体操作方法如下：

14、取减压抽滤过的澄清小麦淀粉废水50ml，置于250ml锥形瓶内，使用上述的考马斯亮蓝法先对未加絮凝剂的废水溶液中蛋白质含量进行测定；加入絮凝剂溶液2ml后，置于摇床200r/min，振荡10min，取出后静置10min，按照同样的方法再测定一次废水蛋白质含量，对比絮凝前后的数值，计算小麦蛋白回收率。

15、本发明的有益效果:

16、由本发明的内生真菌获得的微生物絮凝剂无毒性，无二次污染，絮凝性能良好，对废水中小麦蛋白回收作用显著，发酵时间短，投加量低，节约成本，操作过程简单。

技术特征：

1.一种内生真菌，其特征在于，所述内生真菌为十大功劳内生真菌(stagonosporopsiscucurbitacearum)，于2022年12月26日保藏在广东省微生物菌种保藏中心，菌种保藏编号为gdmcc no：63097。

2.一种微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的一种微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述的发酵培养基包括浓度为200g/l马铃薯、浓度为20g/l葡萄糖以及1000ml的水。

4.如权利要求2所述的一种微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中发酵培养条件为：温度为28℃，ph为5-6，转速为150r/min，时间为5d。

5.一种如权利要求2所述的微生物絮凝剂的应用，其特征在于，所述微生物絮凝剂能够应用于小麦淀粉生产废水的处理。

技术总结
本发明公开了一种内生真菌，属于微生物技术领域，所述内生真菌为十大功劳内生真菌(Stagonosporopsis cucurbitacearum)，于2022年12月26日保藏在广东省微生物菌种保藏中心，菌种保藏编号为GDMCC NO：63097，由本发明的内生真菌获得的微生物絮凝剂无毒性，无二次污染，絮凝性能良好，对废水中小麦蛋白回收作用显著，发酵时间短，投加量低，节约成本，操作过程简单。

技术研发人员：柏钰,董艳,张媛媛,杨多鑫,贲宗友,孙啸,汪佳佳,黄晨阳,王健龙,何晶薇
受保护的技术使用者：滁州学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16