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基本信息
- 項目名稱：
- 春蠶到死絲方盡，綠色除油我先行--蠶絲腐化液中微生物組成分析及除油細(xì)菌的篩選應(yīng)用
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 對絹紡廠蠶絲腐化液進(jìn)行跟蹤取樣，選取了脫油脫膠效果較好及相對較差的兩個系統(tǒng)，構(gòu)建細(xì)菌16S rDNA文庫，比較并揭示了腐化液中的微生物類群。同時從腐化液中分離得到一株除油細(xì)菌，并探討其絹紡精練的最佳工藝條件。本研究的開展是開發(fā)利用絹紡精練系統(tǒng)中微生物資源的有益嘗試，為脂肪酶、酯酶及蛋白酶基因的篩選提供了新的來源。
- 詳細(xì)介紹：
- 我國是世界上最大的蠶絲生產(chǎn)國和出口國，養(yǎng)蠶業(yè)及紡織業(yè)對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和歷史文化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。近年來我國蠶繭的年產(chǎn)量為50-70萬噸 。好的蠶繭可以直接用于繅絲，而養(yǎng)蠶、制絲和絲織業(yè)中剔出的疵繭和產(chǎn)生的廢絲通過一定處理后可作為絹紡原料，這類原料一般占整個蠶繭產(chǎn)量的50%，是蠶絲業(yè)的重要組成部分。因此利用好絹紡原料對提高絲織業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、減少廢棄物的產(chǎn)生十分重要。 絹紡原料的精練是絹絲生產(chǎn)中頭道并且關(guān)鍵的工序，主要是除去大部分絲膠、蛹油、雜質(zhì)等。絲膠分子含大量親水性的極性氨基酸，易溶于水、酸、堿、皂、洗滌劑等，在精練中易于除去，而油脂不溶于水，去除比較困難，因此精練的關(guān)鍵是如何有效脫油。 目前工業(yè)上對絹紡原料的處理主要包括化學(xué)法和微生物精練法?；瘜W(xué)法處理耗水耗能且污染環(huán)境，是一類資源高消費(fèi)型工藝。微生物精練法利用自然形成的微生物體系進(jìn)行發(fā)酵脫油，由于長期富集馴 化，使得微生物法具有獨特的除油功能，特別對含油多的原料，精練效果尤其顯著。與化學(xué)法相比, 微生物精練具有作用條件溫和、除油效果好、節(jié)約能源等優(yōu)點，然而由于微生物精練體系是自然形成的混菌發(fā)酵體系,易受環(huán)境條件的影響，發(fā)酵過程不易控制，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低。在工業(yè)生產(chǎn)上，該法的優(yōu)勢沒有得到充分發(fā)揮。 目前國外關(guān)于蠶絲脫油脫膠的研究主要集中在生絲及絲織物的脫膠，以提高絲織物的使用性能；在國內(nèi)，絹紡精練的研究多集中在化學(xué)法精練，探討如何提高除油效果。而絹紡精練系統(tǒng)中存在哪些微生物，其種類和數(shù)量如何，哪些種類的微生物在進(jìn)行脫油去脂，至今鮮見報導(dǎo)。本研究通過構(gòu)建細(xì)菌 16S rDNA 文庫，對運(yùn)行效果不同的精練系統(tǒng)進(jìn)行微生物組成分析，并從脫油效果較好的系統(tǒng)中篩選 出優(yōu)勢除油菌，對其除油工藝進(jìn)行初步探索，希望可以為絹紡行業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 絹紡原料的處理可以通過化學(xué)法和微生物法，化學(xué)法耗水耗能，污染環(huán)境；微生物法具有環(huán)境污染小、脫油效果好的優(yōu)點，但是由于對于系統(tǒng)中微生物組成缺乏了解，使得該法在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用受到很大的限制絹紡精煉系統(tǒng)中，本論文比較運(yùn)行較好與較差的系統(tǒng)中微生物組成情況，并從較好系統(tǒng)中篩選除油功菌株，對其工藝條件進(jìn)行摸索，為其實現(xiàn)工業(yè)化奠定基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 微生物處理絹紡精練是我國紡織工業(yè)中的傳統(tǒng)工藝，由于對系統(tǒng)中微生物組成情況缺乏了解，在實際生產(chǎn)中存在處理質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低等問題。本論文首次通過分子生物學(xué)技術(shù)研究了系統(tǒng)中的微生物組成情況，為開發(fā)利用系統(tǒng)中的微生物資源奠定了基礎(chǔ)；此外從系統(tǒng)中分離篩選功能菌株，獲得一株除油功能細(xì)菌，對其處理絹紡的工藝參數(shù)進(jìn)行了初步探討。本研究的開展對于開發(fā)利用微生物資源、擴(kuò)大生物能源應(yīng)用具有重要意義。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 1.首次利用分子生物學(xué)技術(shù)對絹紡精練體系中的微生物組成進(jìn)行分析，為絹紡精練工藝的優(yōu)化改良及脂肪酶等功能基因的篩選提供了新的思路。 2.分離到一株除油細(xì)菌，對其工藝參數(shù)進(jìn)行探討和工業(yè)小試，表明其脫油效果良好。 微生物精練法作用條件溫和，節(jié)約化工原料，環(huán)境污染小。國家大力倡導(dǎo)發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，微生物精練必將是絹紡加工業(yè)的發(fā)展方向；而高效除油菌株的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，也將為絹紡原料的綠色除油做出巨大貢獻(xiàn)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 對絹紡廠蠶絲腐化液進(jìn)行跟蹤取樣，選取了脫油脫膠效果較好及相對較差的兩個系統(tǒng)，構(gòu)建細(xì)菌16S rDNA文庫，比較并揭示了腐化液中的微生物類群。同時從腐化液中分離得到一株除油細(xì)菌A8，利用其對蠶絲進(jìn)行微生物精練，研究發(fā)酵溫度、時間、pH及接種量等因素對除油效果的影響，得出利用該功能菌精練的最佳工藝條件:發(fā)酵溫度40℃左右，最適生長pH7，接種量10%，處理3天。該菌株與表面活性劑AEO-9配伍使用時，蠶絲纖維的表面會更加潔凈、光滑，除油效果更加理想。本研究的開展是開發(fā)利用絹紡精練系統(tǒng)中微生物資源的有益嘗試，為脂肪酶、酯酶及蛋白酶基因的篩選提供了新的來源。
獲獎情況
- 項目論文《Molecular characterization of the bacterial composition in two waste silk refining systems》已在SCI收錄雜志《World journal of microbiology and biotechnology》上發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 分離菌株經(jīng)浙江恒越絹紡有限公司工廠小試檢測，脫油效果良好，在一定程度上提高了蠶絲腐化脫油效率，穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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同類課題研究水平概述
- 我國是世界上最大的蠶絲生產(chǎn)國和出口國，養(yǎng)蠶業(yè)和紡織業(yè)對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和歷史文化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。利用微生物活動進(jìn)行絹紡精練是我國紡織工業(yè)中的傳統(tǒng)工藝，但是由于人們對這一體系中微生物組成缺乏了解，發(fā)酵過程不易控制，該法的優(yōu)勢沒有得到充分發(fā)揮。目前國外關(guān)于蠶絲脫油脫膠的研究主要集中在生絲及絲織物的脫膠，以提高絲織物的使用性能；在國內(nèi)，絹紡精練的研究多集中在化學(xué)法精練，探討如何提高除油效果。而絹紡精練系統(tǒng)中存在哪些微生物，其種類和數(shù)量如何，哪些微生物依靠何種機(jī)制進(jìn)行脫油去脂，至今鮮見報導(dǎo)。 目前關(guān)于絹紡精練系統(tǒng)中微生物組成的研究主要是基于培養(yǎng)的方法，但是由于環(huán)境中微生物種類很多，或者豐度很低，難以直接分離培養(yǎng)，所以我們通過分子生物學(xué)方法對絹紡精練系統(tǒng)中的微生物組成進(jìn)行分析，從而為開發(fā)利用這一傳統(tǒng)工藝中的微生物資源奠定了基礎(chǔ)。 此外，我們從蠶絲腐化液中篩選分離得到一株具有除油功能的菌株，并探討了其適宜的精練工藝條件。功能菌的使用有助于有效控制蠶絲腐化過程，改良生產(chǎn)工藝，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。 本論文的創(chuàng)新之處就在于首次揭示了蠶絲腐化系統(tǒng)中的微生物組成，并對功能細(xì)菌進(jìn)行了篩選及工業(yè)小試。本研究的開展為我國傳統(tǒng)微生物資源的開發(fā)及應(yīng)用提供了方向，同時為功能菌株及脂肪酶、酯酶和蛋白酶等功能基因的篩選提供了新的來源。
