活性影响（精选十篇）
活性影响 篇1
中药材传统的干燥方法有自然晒干、自然阴干、烘干等[15]。传统方法干燥连翘叶大都采用潮湿的滤纸擦拭表面后恒温鼓风干燥,但热风干燥过程中会导致连翘叶中的某些活性成分损失。合适的干燥方法既能保持连翘叶的活性成分,又能保证连翘叶的药用效果。目前对于连翘叶的干燥方法的研究较少,限制了连翘叶资源更深层次的开发利用。有研究表明连翘叶蒸晒品中连翘酯苷含量比生晒品含量高[16]。本研究对连翘叶采取不同干燥方式处理,评价其清除ABTS、DPPH自由基的活性,并采用分光光度法测定其总黄酮、总酚酸的含量,高效液相色谱法测定不同干燥方法得到的连翘叶中绿原酸、芦丁、连翘苷、连翘酯苷的含量,探讨干燥方法对连翘叶清除自由基活性和总黄酮、总酚酸及绿原酸、芦丁、连翘苷、连翘酯苷含量的影响,为选择合理的连翘叶干燥方法提供实验依据,同时为连翘叶资源的进一步开发利用提供一定的科学指导。
1 材料
连翘叶:2014年9月采自山西省陵川县连翘种植基地,经浙江中医药大学药学院张如松教授鉴定为木犀科植物连翘(Forsythia suspensa(Thunb.)Vahl)的叶;芦丁、绿原酸、连翘苷、连翘酯苷:购自美国Sigma公司。Folin-Ciocalteu试剂:购自德国Merck公司;DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼):购自日本化成工业株式会社;ABTS[2,2-联氮-二(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐]:购自阿拉丁试剂公司;乙腈(色谱纯):购自Fisher Chemical;娃哈哈纯净水:购自杭州娃哈哈集团有限公司;其他试剂均为市售分析纯。
Waters 2695液相色谱仪(由高精度2695四元梯度泵、全自动进样器、Waters 2996二极管阵列检测器及Waters Chemstation色谱管理软件组成);50 g中药材粉碎机:浙江武义县屹立工具有限公司;HH-2数显恒温水浴锅:国华电器有限公司;TB-215D微量分析天平:德国赛多利斯股份有限公司;722E型紫外可见分光光度计:上海光谱仪器有限公司;101-0AB数显鼓风干燥箱:天津泰斯特仪器有限公司。
2 方法
2.1 连翘叶的干燥方法
1)晒干:将连翘叶平铺于苇席上,置于太阳下晒干。2)阴干:将连翘叶平铺于苇席上,放在室内通风阴凉干燥处阴干。3)烘干:将连翘叶用滤纸擦拭表面,均匀摊放在电热鼓风干燥箱中,40℃下鼓风干燥。4)蒸后阴干:鲜叶蒸5 min,与阴干同等条件下干燥样品。5)煮后阴干:鲜叶煮5 min,与阴干同等条件下干燥样品。
连翘叶干燥后,用中药打粉机粉碎,过筛(40目)后,置于真空干燥器中备用。
2.2 连翘叶提取液的制备
称取不同干燥方法得到的连翘叶样品各1.000 g,加10m L体积分数80%乙醇研磨提取,转入25 m L容量瓶中,超声提取30 min后,离心(4000 r/min,5 min),将上清液用80%乙醇定容,置于-4℃冰箱中保存备用。
2.3 清除自由基活性测定
2.3.1 清除DPPH·活性测定
测定方法参考文献[17]。精密称取DPPH自由基2.5 mg于100 m L容量瓶中,用甲醇定容,配制为25 mg·L-1的DP-PH·甲醇溶液,放置于避光处(需现用现配)。取上述25 mg·L-1的DPPH·甲醇溶液3.9 m L于比色管中,向比色管中加入0.1 m L不同浓度的被测溶液,涡漩混匀,在黑暗避光处30℃水浴反应40 min,于515 nm测定吸光度值A,,同时以0.1 m L甲醇代替被测溶液做空白试验,每个样品做3个重复。根据下列公式计算DPPH·的清除率:DPPH·清除率(%)=[1-A/A0]×100,其中:A为样品溶液吸光度值,A0为空白溶液吸光度值。分别以各样品的不同浓度与其对应的DPPH·自由基清除率作图。
2.3.2 清除ABTS+·活性测定
按照文献[18]配制7 mmol·L-1的ABTS自由基储备液(以甲醇溶),取5 m L上述ABTS储备液,将其与88μL 140mmol·L-1的过硫酸钾溶液超声混匀,在室温、黑暗避光处放置12~16 h,形成ABTS+·储备液。临用前将生成的ABTS+·自由基储备液用甲醇稀释,于734 nm下测定其吸光值,使稀释液的吸光度为(0.70±0.02),得到ABTS+·工作液,将其保存于避光黑暗处。
取ABTS+·工作液4 m L加入比色管中,向其中加入0.04 m L不同浓度的样品甲醇溶液,漩涡混匀,30℃水浴避光反应15 min[19],于734 nm下测定其吸光度值A,同时以0.04 m L甲醇代替样品甲醇溶液做空白试验每个样品平行3份。根据下列公式计算ABTS+·的清除率:ABTS+·清除率(%)=[1-A/A0]×100,其中:A为样品溶液吸光度值,A0为空白溶液吸光度值。分别以各样品的不同浓度与其对应的ABTS+·自由基清除率作图。
2.4 活性成分测定
2.4.1 总黄酮含量测定
标准曲线的绘制:采用硝酸铝-亚硝酸钠显色法绘制标准曲线[20]。分别精密量取1 g·L-1芦丁溶液(甲醇制)0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 m L,置于10 m L容量瓶中,加入10%Na NO2溶液0.3 m L,摇匀后静置6 min,加入10%Al(NO3)3溶液0.3 m L,摇匀,放置6 min后加入4%Na OH溶液4.0m L,再用甲醇稀释定容至10 m L,摇匀,放置15 min,以试剂空白为对照,在510 nm处测定各自吸光度值,再以吸光度(A)为纵坐标,以芦丁的不同质量浓度(g·L-1)为横坐标,绘制标准曲线,所得回归方程为Y=12.46X-0.0214(r=0.9993),线性范围为0.01~0.05 g·L-1。
总黄酮含量测定:分别精密移取不同干燥方法得到的提取液1 m L于10 m L容量瓶中,按照上述方法在510 nm处测其吸光度值,以相应试剂为空白调零,用回归方程计算出不同干燥方法得到的连翘叶提取物中总黄酮的含量。
2.4.2 总酚酸含量测定
标准曲线的绘制:分别精密吸取1 mmol·L-1没食子酸对照液(甲醇制)45、60、75、90、105、120μL,置于5 m L具塞试管中,加甲醇补足至0.5 m L,加入Folin-Ciocalteu试剂1m L,摇匀,放置3 min后加入7.5%Na2CO3溶液1 m L,混匀,室温避光静置2 h后,离心(8000 r/min,10 min),于750 nm处测定各自吸光度值,以吸光度值为纵坐标,没食子酸的不同质量浓度为横坐标绘制标准曲线,得回归方程Y=41.56X+0.05(r=0.9996)。
总酚酸含量测定:定量移取0.1 m L上述提取液于5 m L具塞试管中,按照上述方法在750 nm处测定吸光值,以相应试剂为空白调零,用回归方程计算出不同干燥方法得到的连翘叶提取物中总酚酸的含量。
2.4.3 绿原酸、芦丁、连翘苷、连翘酯苷含量测定
提取方法同2.2,取上清液过0.45μm滤膜,待进HPLC分析。采用HPLC法检测绿原酸、芦丁、连翘苷和连翘酯苷的含量。色谱柱:Symmetry C18(4.6 mm×250 mm,5μm);流动相:A为乙腈,B为0.1%甲酸水溶液,梯度洗脱程序为:0~8 min,8%~10%A;8~24 min,10%~15%A;24~30 min,15%~17%A;30~40 min,17%~30%A;40~50 min,30%~50%A;柱温:25℃;流速:1.0 m L·min-1;检测波长:280 nm;进样量:10μL。
绿原酸、芦丁、连翘苷、连翘酯苷标准曲线的建立:配制绿原酸、芦丁、连翘苷、连翘酯苷浓度均为2.0 g·L-1的混合标准储备液,精密吸取储备液,分别稀释成1 000、500、250、100、50、10 mg·L-1的混合标准溶液,按照上述色谱条件进行HPLC测定,以进样浓度(X,mg·L-1)为横坐标,以峰面积(Y,mv·s)为纵坐标,求出直线回归方程,绘制标准曲线。
3 结果
3.1 不同干燥方法对连翘叶清除自由基活性的影响
3.1.1 不同干燥方法对连翘叶清除DPPH·自由基活性的影响
不同干燥方法得到的连翘叶清除DPPH·自由基的结果如图1所示,由图1可以看出,连翘叶提取液具有一定的清除DPPH·的作用,并且随着提取液浓度的增加,清除DP-PH·自由基的活性也随之增强,增加幅度基本相同。其中蒸后阴干的连翘叶提取液清除DPPH·的能力最强,煮后阴干、烘干、阴干的稍次之,而晒干的连翘叶提取液清除DPPH·的能力最差。
3.1.2 不同干燥方法对连翘叶清除ABTS自由基活性的影响
不同干燥方式处理的连翘叶提取物对ABTS自由基的清除作用如图2所示,由图2可以看出,随着浓度的增加,各提取液清除ABTS自由基活性也随之增加,但是增加幅度不尽相同。蒸后阴干、煮后阴干和烘干连翘叶提取液的清除ABTS自由基活性基本相同,其次为阴干,而晒干连翘叶提取液清除ABTS自由基活性最弱。对比图1和图2可以看出,不同干燥方式处理的连翘叶提取物清除DPPH·与ABTS自由基活性呈现出基本相同的趋势,在同等浓度下,清除ABTS自由基活性更强。
3.2 不同干燥方法对连翘叶活性成分的影响
3.2.1 不同干燥方法对总黄酮和总酚酸含量的影响
按2.4.1和2.4.2所述方法,对不同干燥处理得到的连翘叶中总黄酮和总多酚的含量进行测定,结果如表1所示。由表1可以看出,不同干燥方法得到的连翘叶中总黄酮含量差异不大;而总酚酸含量差异较大,这可能与连翘叶中所含活性成分的化学结构有关,不同的化合物对温度、氧气等敏感程度不同。就总酚酸含量而言,蒸后阴干得到的连翘叶中总酚酸含量最高,达到40 mg·g-1,而晒干的连翘叶总酚酸含量最低,仅为蒸后阴干的60%左右,这可能是由于连翘叶处于高温环境且暴露于空气中,一些结构不稳定的酚酸类化合物被氧化所导致的。
3.2.2 不同干燥方法对绿原酸、芦丁、连翘苷、连翘酯苷含量的影响
经不同方法干燥得到的连翘叶,采用2.4.3所述方法测定其主要活性成分,4种成分及烘干连翘叶的色谱图如图3所示,由图3可以看出,在此色谱分离条件下,样品中的4种成分与其他成分达到良好的分离,峰形对称不拖尾。不同方法干燥的连翘叶中4种成分的含量如表2所示,由表2可以看出,经不同方法干燥的连翘叶,其主要成分基本一致,4种成分均有检出,但其各成分含量都有一定变化,不同干燥方法对4种成分的影响趋势趋于一致。从各成分含量来看,晒干得到的连翘叶中各成分含量均较低,蒸后阴干各成分含量均较高。
1.绿原酸;2.连翘酯苷;3.芦丁;4.连翘苷
4 讨论
通过选取清除ABTS、DPPH自由基及连翘叶中总黄酮、总酚酸和绿原酸、芦丁、连翘苷、连翘酯苷4种主要活性成分作为评价指标,首次摸清了晒干、阴干、烘干、蒸后阴干、煮后阴干5种不同干燥方法对清除自由基活性及活性成分含量的影响。本研究发现不同干燥方法处理的连翘叶,其清除自由基活性及活性成分的含量均有一定差别,蒸后阴干的连翘叶清除自由基活性及活性成分的含量均呈现较高水平,而晒干的连翘叶均最低,蒸后阴干是连翘叶的最佳干燥方法,与王秀文[21]等的研究结果一致。
绿原酸是一种具有邻位酚羟基结构的酚酸类化合物,在多酚氧化酶的催化作用下,可氧化缩合。在烘干过程中,鼓风干燥箱将水分带走,干燥速度较快,使得连翘叶中绿原酸含量较高。阴干时靠自然的空气对流干燥,干燥速度较慢,而且绿原酸暴露在空气中,极易被氧化。晒干时,中午温度较高,且连翘叶直接暴露在空气中,绿原酸也很容易被氧化。而蒸煮处理后使部分多酚氧化酶失活,绿原酸含量较高,含量测定结果表明其高于烘干处理。
芦丁又名槲皮素-3-O-芸香糖苷,为黄酮类物质,结构相对稳定,因此不同干燥处理对其影响不大。
连翘苷极易氧化,而温度对其稳定性影响不大[22],蒸煮处理后干燥得到的连翘叶中连翘苷含量较直接烘干、晒干、阴干含量高。
连翘酯苷是一种结构较为复杂的酚类化合物,遇酸、碱或高温等不稳定[23],会导致其分解为小分子化合物,晒干的连翘叶中连翘酯苷含量较低,蒸煮处理后阴干可显著提高连翘叶中连翘酯苷的含量。
探究影响酶活性的因素教学设计 篇2
广东省汕头市第六中学 陈嘉莹 教学设计理念
本教学内容需2课时完成，第一课时学习酶的发现和酶的概念以及酶的特性；第二课时学生进行探究实验活动：探究影响酶活性的因素。本文主要介绍“探究影响酶活性的因素”的教学设计与实践。
由于在第一课时学生已经学习了酶的发现和酶的概念以及酶的特性，在此基础上，教师引导学生设计实验，提出预期，让学生分组进行实验探究，观察思考，进行讨论，由学生自己总结出结论影响酶活性的因素：酶最适宜的温度和pH值。这样的教学设计能体现学生自主、探究、合作的学习方式，有利于培养学生科学的思维方法和研究方法，提高学生的科学素养。教学目标
2.1 知识目标
理解酶的特性。2.2 能力目标 ①通过探究影响酶活性的因素，发展学生的科学探究能力；②培养学生观察、分析问题，解决问题的能力；③培养学生实验操作能力；④提高学生收集资料和语言表达能力。
2.3 情感目标 ①通过探究影响酶活性的因素，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神；②培养学生实事求是和严谨的科学态度；③激发学生对生物科学的兴趣和热爱，培养学生理论联系实际。课前准备
3.1 实验材料的准备 ①制作两种猪肝研磨液：新鲜猪肝研磨液和煮熟的新鲜猪肝研磨液；②实验前教师配制pH分别是2、5、7、9、13的缓冲溶液。
3.2 寻找资料 请同学上网或上图书馆找资料，内容为：酶与社会的联系，酶与人类生活的关系，酶的活性与动物体内环境的相对稳定有什么关系。教学过程
4.1 设置探究情景，提出探究课题 教师设置探究情景：提出问题，把新鲜猪肝研磨液煮熟，过氧化氢酶是否还有活性?演示实验：把猪肝研磨液滴入过氧化氢溶液中，结果没有气泡的产生，说明把鲜肝液煮熟后即不能催化过氧化氢的分解。据此可知高温使过氧化氢酶失去活性，从而联想低温是否影响酶的活性，提出探究课题：设计一个探究温度影响过氧化氢酶活性的实验。从温度这一因素，进一步提出另一外探究课题：pH对酶活性的影响。
4.2 介绍科学探究的方法，引导学生设计探究实验方案 因为我校学生的实验动手能力差，平时课上又很少进行探究实验，所以教师明确地把科学探究的步骤告诉学生：提出问题→作出假设→设计实验→实验探究→阐述和交流实验结果与结论。有利于学生按照正确的研究的思路去分析和解决问题，使学生更好地学习科学方法。教师引导学生根据课题进行思考，对于温度影响酶的活性的课题，应设定哪几个温度？怎样将不同溶液的温度分别调到设定的数值?对于pH对酶活性的影响的课题，应设定哪几个pH?怎样排除pH和其他因素对实验结果的干扰?设计实验方案并绘制数据记录表。
教师应该介绍对照实验的方法，即研究某一因素(如温度)对某一特定反应(或事物)的影响时，要在其他因素相同的条件下进行，观察该因素的不同情况(如不同的温度)对特定反应(或事物)的影响，以便对实验结果进行科学的分析。
4.3 学生分组讨论、设计实验方案
学生在讨论、设计实验方案时，教师要进行指导。各小组完成设计方案后，教师组织全班进行交流。学生设计了表
1、表
2、表3的实验方案来探究酶的活性与温度的关系：
表1 探究酶的活性与温度的关系 1 2 3 4 5 编号
0 ℃ 37 ℃ 60 ℃ 100 ℃ 温度 室温 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL H2O2溶液
猪肝研磨液 两滴 两滴 两滴 两滴 两滴
预期结果（气泡数目多少）
实验结果
表2 探究酶的活性与温度的关系 2 3 编号
0 ℃ 37 ℃ 100 ℃ 温度 mL 2 mL 2 mL H2O2溶液
猪肝研磨液 两滴 两滴 两滴
预期结果（气泡数目多少）
实验结果
表3 探究酶的活性与温度的关系 2 3 编号
0 ℃ 100 ℃ 温度 室温 2 mL 2 mL 2 mL H2O2溶液
猪肝研磨液 两滴 两滴 两滴
预期结果（气泡数目多少）
实验结果
编者按：探究酶的活性与温度的关系时，使用过氧化氢溶液和猪肝研磨液做实验，不宜使用太高的温度，否则反应过于猛烈，易发生危险。
设计表1的学生他们的设计思路是室温为20 ℃，需要设计在37 ℃和60 ℃的条件下，观察过氧化氢酶的催化效果，已知高温使过氧化氢酶失去活性，设计100 ℃是使设计方案完整；设计表2、3两个方案的学生的设计思路是低温、常温和高温三种温度对酶活性的影响。学生讨论以上三种设计方案，相互进行评价，37 ℃可以得出酶最适宜的温度，实验方案三应补充37 ℃实验组。对于60 ℃，有的学生觉得不需要，有的学生觉得多这一组更能说明问题。其中有一组学生提出“探究pH影响酶的活性”的实验方案(表4)：
表4 探究酶的活性与pH的关系 2 3 编号
pH 2 7 13 mL 2 mL 2 mL H2O2溶液
猪肝研磨液 两滴 两滴 两滴
预期结果（气泡数目多少）
实验结果
全班学生讨论表4的设计方案，有些学生提出增加pH为5、9的实验组，有的学生提出方案中pH应为3、5、6、7、8、9、11、13。教师适当地指出这几种方案的不足和可行性。
当讨论实验预期结果时，由于学生们习惯于写实验结果，不明白实验结果可以预期，教师引导学生写出实验预期结果。通过讨后，各小组完善各自的实验方案。
4.4 实施实验方案，记录观察结果 学生分组进行实验，在学生进行实验操作过程中教师要求学生注意：①对不同温度、不同pH的实验组进行编号；②每组所加入的物质量必须相同，以减小实验误差；③及时将实验结果记录。
4．5 实验结果的交流、分析，得出本探究课题的结论
各小组对自己组的实验结果进行分析，得出相应结论：①在37 ℃的条件下，产生的气泡大，数量最多，说明过氧化氢酶的最适宜温度为37 ℃。②在pH为7的条件下，产生的气泡大，数量最多，说明过氧化氢酶的最适pH为7。③过酸、过碱、低温时，酶的活性受影响，低温使酶的活性降低，高温使酶失去活性；不同pH影响酶的活性。
全班学生并进行讨论和交流，分析实验中出现的问题和差异的原因：①有的小组发现当过氧化氢溶液处于90 ℃～100 ℃时(没有加入猪肝研磨液)，试管内有极少量的气泡。这是因为加热促使过氧化氢分解。实验时应该把猪肝研磨液加热到90 ℃～100 ℃，过五分钟后加入过氧化氢溶液中。②有组学生的实验现象是在pH为9时产生的气泡数量最多，而且气泡多到溢出试管。通过分析，是他们滴加猪肝研磨液太多所致。没有按照每实验组所加入的物质量必须相同的方法。③比较实验结果和实验预期结果的差异，虽然之前有教材的引导，还有个别的学生写预期结果时全部都写有气泡的产生，或者干脆不写，等做好实验后才写上。所以教师要强调写预期结果是生物学实验设计程序之一。
环境条件对灰霉毒素活性的影响 篇3
关键词：灰霉菌；拟南芥；毒素；致病性；致病率
1.试验材料、器材：野生型拟南芥、电子、灭菌锅、超净工作台、移液枪、发酵罐、电磁炉、真空泵、分液漏斗、旋转蒸发器、无菌注射器及针头、pH仪、离心管、恒温水浴锅、摇床等。
2.试验试剂：PDA培养基、95%酒精、0.1%Hgcl、正己烷、甲醇、石油醚、三氯甲烷、0.1mol/L氢氧化钠、0.1mol/L盐酸等。
3.试验方法：种植拟南芥：将野生型拟南芥种子，放入2mL的离心管（150粒左右）；离心管中加入无菌水1.5mL，浸泡30min；用95%的乙醇浸泡5min；用0.1%Hgcl浸泡5min；用无菌水浸泡5min（重复）；均匀播种于培养皿中，放入4℃冰箱保存两天；取出培养皿置于组培室；待培养皿中种子长出两片真叶后移栽至灭
菌花（4棵/盆）；盖保鲜膜，放入组培室，定期浇水，保持培养室的温度在25℃左右。
配制土豆培养基：200g土豆配制1L培养基、20g蔗糖、20g琼脂。
灰霉菌次生代谢产物的获得：在实验室的条件下，配制液体培养基，接种灰霉菌，置于摇床内培养5天左右，待观察到培养瓶内出现较大菌丝体时，接种于发酵罐内，在200转/分的速度、罐内压力保持0.5千帕下发酵培养6～7天。培养结束后，取出发酵液后，经过滤、浓缩得到次生代谢物。
化学萃取毒素：称取20g样品，加入40mL的正己烷，移入分液漏斗，用40ml甲醇水溶液分次冲洗容器，洗液并入分液漏斗；震摇2min，静置分层，将下层甲醇水溶液用40mL三氯甲烷萃取，震摇2min，静置分层；取下层三氯甲烷，经用三氯甲烷湿润过的10g无水硫酸钠和定量慢速滤纸过滤，滤液倒入蒸发皿；再用5mL三氯甲烷反复萃取，用少量三氯甲烷过滤滤液，洗液并入蒸发皿；通风挥干，收集毒素。
浓缩毒素保存：使用恒温水浴锅，在90℃下浓缩至样液原来的三分之一，置于-20℃的冰箱内保存。
毒素致病性测试：由于毒素长时间保存，在试验开始前，需对毒素的致病性进行测试。选取10片长势相近的拟南芥叶片，标记后，用无菌的一次性针头在叶片戳一小孔，用针筒侵染毒素，置于培养室内培养、观察。
4.毒素测试：不同浓度下的致病率：取灭菌后的容器，注入1mL浓缩毒素，加入无菌水，分别稀释10×、50×、100×、200×、500×、700×、1000×。按照致病性测试方法，分别侵染30片生长良好的拟南芥叶片，并用无菌水作为实验对照，培养，至病斑稳定为止，记录并计算致病率（3次重复）。
不同pH下的致病率：试验之前，先测试毒素的pH，制定pH梯度为4、5、6、7、8。取灭菌后的细口瓶，分别配制0.1mol/L浓度的盐酸和0.1mol/L浓度的氢氧化钠，再取五支灭菌后的试管加入1ml的毒素样液，加入盐酸和氢氧化钠配制成pH为4、5、6、7、8的毒素液，以毒素自身pH6为对照组。分别侵染30片生长良好的拟南芥叶片，置于培养室内观察，至病斑稳定，计算致病率。（3次重复）
不同温度下的致病率：取五支灭菌后的试管，加入1mL的毒素，分别置于40℃、60℃、80℃、100℃、120℃下处理30min后，对拟南芥进行浸染，置于培养室内观察，至病斑稳定，计算致病率。（3次重复）
在pH基础上测定毒素毒性的最适pH值：由上可知pH6-7之间存在最适pH值。取四支洁净的试管，加入等量的毒素样液，用氨水调整pH6.2、6.4、6.6、6.8，分别侵染30片拟南芥叶片，观察。（3次重复）
5.结论：随毒素浓度的降低，毒性也逐渐降低；随着pH值的增加，毒素的毒性增强，7以后随pH值的增加，毒性降低；6.6是毒素的最适pH；随着温度的升高，毒素的毒性增强。说明不同的环境条件对毒素的毒性有一定的影响。
参考文献：
[1]赵继红，李建中.灰霉菌菌丝体提取物诱导番茄抗病性的初步研究.河南农业科学，2003（10）.
[2]郑晓莲，董金，齐秋锁，等.灰葡萄孢毒素的组分分析和生物测定.植物病理学报，1998，28（3）：269-271.
[3]周毓君，郭明申，朱宝成，等.草莓灰霉菌毒素的稳定性及致病力的研究.河北大学学报：自然科学版，1995，15（3）.
[4]祁高富，杨斌，叶建仁.植物病原真菌毒素的研究进展[J].南京林业大学学报，2000，24（02）：66-69.
（作者单位 云南省玉溪市师院附中）
活性影响 篇4
本工作采用PACT工艺处理某石化公司炼油厂的电脱盐污水,选取8种不同类型的PAC进行实验,并考察了优选PAC的投加量对该工艺处理效果的影响,旨在为PACT工艺的工业应用提供技术支持。
1 实验部分①
1.1 原料及试剂
电脱盐污水水质参数列于表1。
实验所用1#~8#PAC依次为:200目,碘值分别为500,600,700,800,900 mg/g;325目,碘值分别为700,800 mg/g的煤质活性炭,均由山西新华活性炭有限公司生产,其孔结构参数列于表2。
*:污水生化需氧量(BOD5)与化学需氧量(COD)之比。
实验所用活性污泥取自某石化公司污水处理厂。先空曝4 h后静置12 h,然后排出上清液,再加入污水进行培养和驯化,方法参照文献[8]。
1.2 实验方法
在20℃下,于自制的2 L生物反应器中,加入1 L驯化后的活性污泥,先静置沉淀16 h,排出上清液700 m L,然后加入700 m L污水,每日曝气8 h。驯化5~7 d后,投加一定量的PAC,每日曝气8 h,继续培养5~7 d。
1.3 分析检测
采用美国麦克仪器公司制造的ASAP 2020型物理吸附仪测定PAC的比表面积、孔容与孔径。按照重铬酸钾法(GB 11914—89),采用美国哈希公司制造的DR 2800型COD分析仪,测定混合液的COD。按照重量法测定混合液中悬浮固体(MLSS)的质量浓度。
2 结果与讨论
2.1 PAC的筛选
在MLSS质量浓度为2.0 g/L,PAC投加量为4.0 g/L的条件下,即混合液中m(PAC)∶m(MLSS)为2∶1时,分别考察了1#~8#PAC对混合液COD的去除效果,并与传统的活性污泥法(不投加PAC)进行了对比,结果见图1。
由图1可见,与传统活性污泥法相比,5#PAC(200目,碘值为900 mg/g)对提高混合液COD去除率的效果最显著,使COD去除率提高了15个百分点。PAC的孔容是影响PACT工艺处理效果的重要因素[9]。由表2可见,5#PAC孔结构参数的综合数据大于其他种类的PAC,说明其孔隙结构更为发达。
2.2 PAC投加量对混合液COD去除率的影响
选用5#PAC,在MLSS质量浓度为2.0 g/L的条件下,考察了PAC投加量对混合液COD去除率的影响,结果见图2。
由图2可见,随着PAC投加量的增大,混合液COD的去除率呈先上升后略有下降的趋势。这是因为在反应初期,投加的PAC可吸附污染物而去除,但随着活性污泥与PAC的不断接触,最终吸附在PAC上的污染物却逐渐被解吸出来,致使污染物的浓度下降趋势变缓。综合考虑COD去除效果及经济成本,混合液中m(PAC)∶m(MLSS)以2∶1为宜,此时COD去除率为92%。
2.3 PAC投加量对混合液污泥指数的影响
选用5#PAC,在MLSS为2.0 g/L的条件下,考察了PAC投加量对混合液污泥指数(SVI)的影响。结果(见图3)表明,随着PAC投加量的增大,混合液的SVI持续降低,即活性污泥沉降速率逐步提高。这说明PACT工艺具有明显的抗污泥膨胀性能。
3 结论
a.采用PACT工艺处理电脱盐污水,考察了PAC种类对处理效果的影响。结果表明,200目、碘值为900 mg/g的PAC对混合液COD的去除效果最佳。
b.随着优选PAC投加量的增大,混合液COD的去除率呈先上升后略有下降的趋势;混合液中m(PAC)∶m(MLSS)以2∶1为宜,此时COD去除率为92%,比传统活性污泥法提高15个百分点。
c.随着优选PAC投加量的增大,混合液的SVI降低,即活性污泥沉降速率逐步提高,这说明PACT工艺具有明显的抗污泥膨胀性能。
参考文献
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Fe3+对活性污泥系统的影响 篇5
通过小试研究了微量Fe3+对活性污泥系统的影响.将浓度为3 mg/L,5 mg/L,10 mg/L,20 mg/L,30 mg/L,50 mg/L和80 mg/L的Fe3+分别投加到活性污泥系统中,反应4 h后测定系统出水COD、活性污泥的SVI、脱氢酶活性及其EPS组分.结果表明,Fe3+浓度小于50 mg/L时对活性污泥的脱氢酶活性具有促进作用,浓度为10 mg/L时促进作用最强;Fe3+浓度在80 mg/L以下均具有良好的絮凝作用,浓度在30 mg/L以下时絮凝作用最强.两种作用的共同结果影响系统对COD的`去除效果.对活性污泥EPS组分的测定表明,Fe3+的絮凝作用对SVI的影响是主要的.
作 者：龙腾锐 孟雪征 赖震宏 作者单位：重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆,400045 刊 名：给水排水 ISTIC PKU英文刊名：WATER & WASTEWATER ENGINEERING 年，卷(期)：2004 30(12) 分类号： 关键词：Fe3+ 脱氢酶活性 SVI EPS 活性污泥★ 公路桥头跳车病害的防治探讨
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冰冻对硝化细菌制剂活性的影响 篇6
摘 要：在实验室模拟条件下，研究冰冻对淡水型硝化细菌和海水型硝化细菌制剂中氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌活性的影响。结果表明，冰冻对淡水型硝化细菌和海水型硝化细菌制剂活性均有较为明顯的抑制作用，且10 d处理组的抑制作用高于5 d处理组，对淡水型硝化细菌制剂活性的抑制作用大于海水型硝化细菌制剂。液体硝化细菌制剂在冬季运输和保存过程中要采取保温措施，以避免由于冰冻导致的菌剂活性降低。
关键词：硝化细菌制剂；冰冻；活性；降解速率
硝化细菌是一类广泛存在于自然界在氮循环中起到重要作用的微生物，包括氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌两类。前者将氨氧化成亚硝酸盐，后者进一步将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。由于通过硝化作用过程可将毒性较强的氨和亚硝酸盐转化为相对低毒的硝酸盐，因此硝化细菌菌剂在污水处理、水产养殖和水族观赏等领域的应用十分广泛[1-2]。
近年来，硝化细菌已逐渐成为水产养殖和水族领域的热门话题，它在水产养殖和水族中的重要性开始引起广泛的注意。可以说，迄今为止，在大规模、集约化的水产养殖模式中，如果没有硝化细菌参与其中的净水作用，想获得成功养殖是难以实现的。目前市场上出售的硝化细菌制剂很多，其中相当一部分是液体制剂，在北方冬季运输和储存中存在冰冻现象，由于硝化细菌对温度、pH等诸多环境因子敏感[3-5]，因此冰冻是否会影响其活性，一直是硝化细菌生产者和消费者较为关心的问题。
本课题组前期在硝化细菌菌剂制备及应用方面做了大量工作，在水族和水产养殖领域均取得较好的效果[6-9]。本研究以自行培养的淡水型和海水型硝化细菌制剂为研究对象，在通过实验模拟确定冰冻对硝化细菌制剂中氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌活性的影响，从而为硝化细菌制剂的推广与应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 实验仪器
722型分光光度计、HZS-H水浴振荡器、pHS-3C型精密酸度计等。
1.2 实验材料
1.2.1 菌剂 淡水型和海水型硝化细菌，由本实验室自行培养，为氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌的混合培养物。
1.2.2 实验试剂 无氨蒸馏水、碘化钾、碘化汞、酒石酸钾钠、氯化铵。
1.2.3 人工海水 由海水素（青岛通用海大海水素有限公司）人工配制而成。
1.3 研究方法
将淡水型硝化细菌和海水型硝化细菌制剂分别分成3组，I组在-20 ℃冰箱冷冻保存5 d，II组-20 ℃冰箱冷冻保存10 d，III组为常温条件下保存的对照组。
1.3.1 冰冻对氨氧化细菌活性的影响 用氯化铵配制氨氮含量为50 mg/L的溶液（海水型硝化细菌用人工海水配制），加至250 mL锥形瓶中，每个锥形瓶加入100 mL，分别加入常温保存硝化细菌制剂、冰冻5 d的硝化细菌制剂、冰冻10 d的硝化细菌制剂各5 mL。将锥形瓶置于水浴振荡器中，25 ℃水浴温度下，130 r/min摇瓶培养。每隔12 h测定样品中氨氮含量。每组两个重复。
1.3.2 冰冻对亚硝酸盐氧化细菌活性的影响 用亚硝酸钠配制含量为20 mg/L的溶液（海水型硝化细菌用人工海水配制），加至250 mL锥形瓶中，每个锥形瓶加入100 mL，分别加入常温保存硝化细菌制剂、冰冻5 d的硝化细菌制剂、冰冻10 d的硝化细菌制剂各5 mL。将锥形瓶置于水浴振荡器中，25 ℃水浴温度下，130 r/min摇瓶培养。每隔1 d测定样品中亚硝酸盐含量。每组两个重复。
1.4 分析方法
水中氨氮采用纳氏试剂分光光度法测定；亚硝酸盐氮采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法测定[10-11]。
2 结果与讨论
2.1 冰冻对氨氧化细菌活性的影响
冰冻对淡水型硝化细菌中氨氧化细菌活性的影响见图1。从图1中可以看出，冰冻对氨氧化细菌活性有一定程度影响，对照组中氨氮下降速率明显快于实验组，50 mg/L氨氮经84 h即降至检测不出。而冰冻5 d的实验组和冰冻10 d的实验组经144 h处理后氨氮含量还分别为23.3 mg/L和34.6 mg/L。
经计算，对照组氨氮降解速率为1 628 mg NH3-N/gMlvss•d，冰冻5 d组的氨氮降解速率为507 mg NH3-N/gMlvss•d，冰冻10 d组氨氮降解速率为292 mg NH3-N/gMlvss•d，冰冻对淡水型硝化细菌制剂中氨氧化细菌的活性有较为明显的抑制作用。
图1 冰冻对淡水型硝化细菌制剂
中氨氧化细菌活性的影响
冰冻对海水型硝化细菌中氨氧化细菌活性的影响见图2，从图2中可以看出，冰冻对氨氧化细菌活性有一定程度影响，对照组中氨氮下降速率明显快于实验组，50 mg/L氨氮经84 h即降至检测不出。而冰冻5 d的实验组和冰冻10 d的实验组经144 h处理后氨氮含量还分别为22.4 mg/L和25.4 mg/L。
经计算，对照组的氨氮降解速率为2 455 mg NH3-N/gMlvss•d，冰冻5 d组氨氮降解速率为790 mg NH3-N/gMlvss•d，冰冻10 d组氨氮降解速率为704 mg NH3-N/gMlvss•d，冰冻对海水型硝化细菌制剂中氨氧化细菌的活性有较为明显的抑制作用。
图2 冰冻对海水型硝化细菌制剂中
氨氧化细菌活性的影响
2.2 冰冻对亚硝酸盐氧化细菌活性的影响
冰冻对淡水型硝化细菌中亚硝酸盐氧化细菌活性的影响见图3，从图3中可以看出，对照组亚硝酸盐氮下降明显快于实验组，20 mg/L亚硝酸盐经4 d即可降至检测不出。而冰冻5 d的实验组经7 d处理后，亚硝酸盐氮降至1.2 mg/L；冰冻10 d的实验组经7 d处理后亚硝酸盐氮仍为15.0 mg/L。
图3 冰冻对淡水型硝化细菌制剂中
氨氧化细菌活性的影响
经计算，对照组亚硝酸盐氮降解速率为360 mg NO2--N/gMlvss•d，冰冻5 d组亚硝酸盐氮降解速率为193 mg NH3-N/gMlvss•d，冰冻10 d组氨氮降解速率为51 mg NO2--N/gMlvss•d，冰冻对淡水硝化细菌制剂中亚硝酸盐氧化细菌的活性有较为明显的抑制作用。
冰冻对海水型硝化细菌中亚硝酸盐氧化细菌活性的影响见图4，从图中可以看出，对照组亚硝酸盐氮下降明显快于实验组，20 mg/L亚硝酸盐经7 d即可降至0.7 mg/L。而冰冻5 d的实验组经7 d处理后，亚硝酸盐氮降至4.7 mg/L；冰冻10 d的实验组经7 d处理后亚硝酸盐氮仍为7.7 mg/L。
经计算，对照组亚硝酸盐氮降解速率为461 mg NO2--N/gMlvss•d，冰冻5 d组亚硝酸盐氮降解速率为353 mg NH3-N/gMlvss•d，冰冻10 d组亚硝酸盐氮降解速率为283 mg NO2--N/gMlvss•d，冰冻对海水型硝化细菌制剂中亚硝酸盐氧化细菌的活性有较为明显的抑制作用。
图4 冰冻对海水型硝化细菌制剂
亚硝酸盐氧化细菌活性的影响
冰冻对于硝化细菌具有明显的抑制作用，且抑制作用随时间增长而加强，主要是由于低温形成的冰晶对细菌细胞具有伤害作用，细胞内结冰则对细胞膜、細胞器乃至整个细胞产生破坏作用。从实验结果看，冰冻对淡水型硝化细菌的影响要大于海水型硝化细菌，分析原因可能是海水型硝化细菌的实验是在人工海水条件下进行的，较高的离子强度对硝化细菌细胞具有一定的保护作用。3 结论
冰冻对淡水型硝化细菌和海水型硝化细菌制剂活性均有较为明显的抑制作用，且10 d处理组的抑制作用高于5 d处理组。
冰冻对淡水型硝化细菌制剂活性的抑制作用大于海水型硝化细菌制剂。
液体硝化细菌制剂在冬季运输和保存过程中要采取保温措施，以避免由于冰冻导致的菌剂活性降低。
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Effects of frost on the activity of nitrifying bacteria preparation
REN Jie1,ZHOU Yang2,KONG Xiao
--------------------------------------------------------------------------------
rong1,SONG Zhi
--------------------------------------------------------------------------------
wen1
(1. Qingdao Technological University, Qingdao 266033, China; 2.Management Office of Jihongtan Reservoir, the project of
water diversion from the Yellow River into Qingdao in Shandong, Qingdao 266111, China )
Abstract：Simulated conditions in the laboratory to study frost effects on activity of ammonia-oxidizing bacteria and nitrite-oxidizing bacteria in freshwater and marine nitrifying bacteria preparation.The results showed that frost had obvious inhibitory effect on activity of freshwater and marine nitrifying bacteria preparation.And the inhibitory effect on frost for ten days was greater than on frost for five days,the inhibitory effect on activity of nitrifying bacteria preparation was greater than on marine nitrifying bacteria preparation.In order to avoid the decrease of bacteria preparation activity because of frost,insulation measures should be taken to liquid nitrifying bacteria preparation during the transport and storage in winter.
Key words：nitrifying bacteria preparation; frost; activity; degradation rate
影响消毒防腐药活性的因素 篇7
1 浓度
有效杀灭某一菌体的时间取决于其抗菌浓度, 一般来讲浓度越高其作用越强, 对某些抗菌物质来说, 浓度的小幅度降低可能引起杀菌效应的大幅度下降。但也有例外, 如85%以上浓度的乙醇则是浓度越高作用越弱, 因高浓度的乙醇可使菌体表层蛋白质全部变性凝固, 而形成一层致密的蛋白膜, 造成其他乙醇不能进入体内。有一些抗菌物质的杀菌效应受其浓度的影响较小, 如季铵盐类化合物, 乙醛和氯己定对浓度的依赖性相对较低。因此, 应根据消毒对象选择浓度, 如同一种消毒防腐药在应用于外界环境、用具、器械消毒时可选择高浓度;而应用体表, 特别是创伤面消毒时应选择低浓度。
2 温度
药液与消毒环境的温度, 可对消毒防腐药的效果产生很大的影响。温度升高可使杀菌活性增强, 一般温度每升高10℃消毒力可提高1倍。可用公式表示为:Q (T2-T1) = (T1温度杀菌所需时间) 来进行描述, 其中T2和T1是2种不同摄氏温度。Q10系数是用来描述温度升高10℃后消毒剂的活性增强倍数。但提高药液及消毒环境的温度会增加经济成本, 为此, 药液温度一般控制在正常室温 (18~25℃) 即可。
3 p H值
消毒场地的p H可通过影响消毒剂成分或细菌细胞而影响消毒效果。某些化合物如酚类和某些酸类, 包括次氯酸 (漂白剂) , 它们仅在同一结构形式下才有效, 含氯消毒剂作用的最佳p H为5~6, p H升高时活性降低。戊二醛在碱性p H中消毒活性更强, 而在酸性p H中则更稳定。增加p H可使微生物细胞表面的负电荷增加, 带有阳性电荷的化合物分子如季铵盐类化合物和氯己定, 可以通过相互作用以增强活性。
4 有机物污染
有机物污染会加重大型设施的消毒难度, 要去除污物的表层才能达到彻底的消毒。有机物质如血液、脓汁、排泄物、污物、食物、牛奶等, 一方面可与消毒防腐药结合, 能通过某种化学反应直接降低杀菌成分的活性。另一方面使消毒剂的有效成分产生空间性和非反应性即能阻止消毒剂分子进入菌体, 从而减弱消毒防腐药的效果。次氯酸盐和碘酊受有机污染物的干扰要比其他消毒剂成分更敏感, 而戊二醛不易受到有机污染物的影响。因此, 在环境、用具、器械消毒时, 必须彻底清除消毒物表面的有机物;创伤面消毒时, 必须先清除创面的脓血、脓汁及坏死组织和污物, 以取得良好消毒效果。
5 微生物类型
不同种类的微生物和处于不同状态的微生物, 其结构明显不同, 对消毒防腐药的敏感性也不同。如无囊膜病毒和具有芽胞结构的细菌等对众多消毒防腐药不敏感。每一种类消毒剂的活性差异取决于不同的活性成分, 这些成分产生的特定消毒过程对某些微生物无效而对其他微生物有效。
革兰氏阳性菌由于细胞膜简单、缺乏富含脂质的细胞外膜, 抵抗消毒防腐剂的能力通常要比革兰氏阴性菌弱。葡萄球菌对乙醇、乙二醇、环氧乙烷的抵抗力要比其他球菌强。在所有革兰氏阴性菌中, 铜绿假单胞菌和大肠杆菌属对抗菌剂的耐受性较强, 尤其是对季铵盐类化合物和氯己定。分支杆菌由于其疏水性的细胞壁使得它们对许多杀菌物质产生很高的抵抗力。结核杆菌能抵抗氯己定、酸和碱类金属, 而季铵盐类化合物则能抑制结核杆菌的生长。乙醇、甲醛、戊二醛和环氧乙烷均能杀灭分支杆菌菌体。苯酚、季铵盐类化合物、双胍类和乙醇通过抑制细菌和芽孢生长而被用作芽孢抑制剂。大多数杀菌剂随着温度的升高, 其杀灭细菌芽孢的活性增强, 而杀灭细菌芽孢最有效的方法仍为湿热处理 (115℃高压灭菌) 。真菌对氯、酚类、碘成分、环氧乙烷和乙醛敏感。季铵盐类化合物仅为真菌的抑制剂。真菌芽孢能抵抗大多数消毒剂。病毒对消毒剂的敏感性与病毒包膜的组分有关。亲脂性物质如醚、氯仿、碘酊、季铵盐类化合物甚至清洁剂, 均能迅速灭活脂类包膜病毒。非脂类包膜病毒则能抵挡这些物质, 但对氯和乙醛敏感, 在动物病毒疫苗的生产过程中, 常用甲醛和丙内酯进行病毒的灭活。
6 生物被膜
微生物的种类较多, 有细菌及其芽孢、真菌、病毒等, 这些微生物对消毒剂的敏感性不同。存在于金属或其他物质表面的细菌可能会形成一层生物被膜, 包被在生物被膜中的细菌对消毒剂灭活作用的敏感性要比培养基中的细菌 (如浮游生物) 低。细胞基质中含有细胞代谢产物, 包括离子、营养物质和酶 (如多糖酶、蛋白酶和内酰胺酶) 。不同的细胞比重和不同因子的细胞外浓度产生了生长率和营养丧失不同的细胞表型。抗性增加的原因可能是进入生物被膜聚合物间质中的消毒剂成分减少, 阻止了位于中央的细菌接触到致死浓度的消毒剂。
7 配伍用药
消毒防腐药的配伍应用, 对消毒防腐效果具有明显的影响, 存在着配伍禁忌。如阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂、酸性消毒防腐药与碱性消毒防腐药等均存在着配伍禁忌现象。因此, 在临床应用时, 一般单用为宜。
8 消毒制度
辛香料油树脂抑菌活性影响研究 篇8
辛香料不仅是许多烹调、腌渍豆类制品主要调味香料, 也可当蔬菜直接食用, 将此添加到食品中, 能起到调味增香、刺激食欲、帮助消化的作用, 是一种很好的营养成分, 更具备了良好的药用价值等的开发潜力。同时, 对食品中常见的污染微生物具有良好的抑制作用。某些辛香料对炭疽杆菌、溶血性链球菌、白喉杆菌、肺炎双球菌、金黄色葡萄球菌、柠檬色及白色葡萄球菌、枯草杆菌等10种革兰氏阳性菌, 以及大肠杆菌、宋内氏痢疾杆菌、变形杆菌、伤寒及副伤寒杆菌、绿脓杆菌、霍乱弧菌等肠内致病菌均有明显的抑制作用, 1:4的水浸剂对星形奴卡氏菌亦有抑制作用[2]。本文分别以花椒, 辣椒, 大蒜以及生姜中提取的辛香料油树脂为原料, 考察这几种辛香料油树脂对食品中常见的大肠杆菌和酵母菌的抑制作用。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 植物材料
花椒, 辣椒, 大蒜, 生姜
1.1.2 仪器与试剂
国华85-2恒温磁力搅拌器, RE-3000型旋转蒸发器 (B) , SHZ-D (Ⅲ) 循环水式真空泵, PHS-25S精密pH仪, SW-CJ-2FD型双人单面净化工作台, HPX-9052MBE数显电热培养箱, 手提式不锈钢蒸汽消毒器, 高速粉碎机, 移液枪。选取的试剂为乙酸乙酯。
1.1.3 测试菌种及来源
真菌为酵母菌, 细菌为大肠杆菌 (以上两种菌种均由我院微生物实验室提供) 。
1.1.4 培养基配方
大肠杆菌培养基为牛肉膏蛋白胨培养基:牛肉膏5 g, 蛋白胨10 g, NaCl 5 g, 琼脂17 g, 水1000 mL, pH7.0～7.2;酵母菌培养基为PDA培养基:马铃薯200 g, 葡萄糖20 g, 琼脂20 g, 水1000 mL, pH自然[3]。
1.2 方法
1.2.1 辛香料油树脂有效成分的提取
分别取花椒和辣椒20 g用高速粉碎机粉碎, 取大蒜与生姜20 g用研钵研碎, 然后分别用200 mL的乙酸乙酯在40℃ (大蒜要在60℃以下处理才有效 [4]) 下进行溶解提取, 最后将提取液进行浓缩, 直到出现油状物[5]。
1.2.2 培养基的配制
牛肉膏蛋白胨培养基以及PDA培养基的配制参照文献[6]进行。
1.2.3 菌悬液的制备
取受试细菌大肠杆菌接种到牛肉膏蛋白胨培养基斜面, 37℃培养18～24 h, 真菌酵母菌PDA培养基斜面培养产生孢子用接种环挑菌或孢子至无菌水中制成每毫升106～107cfu菌悬液[7]。
1.2.4 提取物的稀释液的制备
样品提取物用相应溶剂依次稀释成8.0、6.0、4.0、3.0、0 g·L-1等系列稀释液备用。
1.2.5 抑菌圈的测定
将灭菌后的牛肉膏蛋白胨培养基和PDA培养基倒入培养皿中, 放置冷却。加50 μL菌悬液于平皿中, 玻璃推棒将菌液涂布均匀。取已灭菌直径6 mm并干燥的滤纸片, 置于80 g·L-1 4种辛香料油树脂稀释液2 min, 50℃烘干后, 用无菌的镊子夹取滤纸片贴于平板表面, 并轻轻按压使充分接触, 标记各皿。真菌培养基在28℃恒温箱培养48 h, 细菌在37℃恒温培养箱中培养48 h, 观察各皿菌落生长情况, 量抑菌圈直径, 记录数据[8]。
1.2.6 最小抑菌浓度 (MIC) 的测定
用微量进样器吸取100 μL含菌量 (大肠杆菌) 为每毫升106～107 cfu菌悬液于平板中并涂布均匀, 然后把一个培养基用记号笔画十字分成4份, 分别标注质量浓度为8.0、6.0、4.0、3.0 g·L-1, 取已灭菌直径6 mm并干燥的滤纸片, 用无菌的镊子夹取滤纸片贴于平板表面, 并轻轻按压使充分接触, 每皿4片, 最后在相应的浓度纸片处分别加入4种辛香料油树脂稀释液。细菌37℃倒置培养18～24 h, 同时设置溶剂对照菌落被完全抑制的最低稀释浓度提取物即为该种物质对受试菌的MIC。
1.2.7 辛香料油树脂提取物抑菌热稳定性测定
将4种辛香料油树脂提取物相应溶剂稀释成质量浓度为60 g·L-1的稀释液, 取部分稀释液分别置于4、60、80、100℃下处理15 min, 以大肠杆菌作为指示菌, 用抑菌圈法测定处理前后样品的抑菌效力 (方法参照上面) 。
2 实验结果
2.1 四种辛香料油树脂对受试菌的抑菌圈
从图1可看出, 4种油树脂对受试菌均有不同程度的抑制作用。其中, 生姜油树脂对大肠杆菌的抑制作用最好, 而对酵母菌抑制最好的是大蒜油树脂。从不同受试微生物看, 花椒油树脂、辣椒油树脂以及大蒜油树脂对酵母菌的抑制要强于对大肠杆菌的抑制, 而生姜油树脂对酵母菌的抑制则略低于对大肠杆菌的抑制。这可能是不同辛香料油树脂提取物其抑菌机理不同, 导致对不同菌的抑菌能力产生差异。
2.2 四种辛香料油树脂对受试菌的最小抑菌浓度 (MIC)
表1显示了4种提取物对敏感菌的抑菌效果。从实验数据来看, 4种油树脂对大肠杆菌的最小抑菌浓度 (MIC) 均小于4.0 g·L-1。其中辣椒油树脂、大蒜油树脂以及生姜油树脂的MIC均为3.0 g·L-1。
注:表1中“-”表示无细菌生长;“+”表示有细菌生长。
2.3 抑菌活性的热稳定性
以大肠杆菌为指示菌, 测定经过不同温度处理下辛香料油树脂的抑菌活性的变化。从图2中可以看出温度对4种辛香料油树脂提物抑菌活性影响不大, 4种辛香料油树脂抑菌活性均具有较好的热稳定性。
3 结论与分析
3.1 辛香料油树脂对真菌以及细菌都有抑菌效果。
试验表明:4种不同的辛香料油树脂对常见的大肠杆菌和酵母菌都有一定的抑制作用, 对大肠杆菌的MIC均在4.0 g·L-1以下, 并且对大肠杆菌的抑制作用:生姜油树脂>大蒜油树脂>花椒油树脂>辣椒油树脂, 对酵母菌的抑制作用:大蒜油树脂>花椒油树脂>辣椒油树脂>生姜油树脂。
3.2 不同辛香料油树脂提物的抑菌效果也不同。
在4种辛香料油树脂当中, 生姜油树脂对大肠杆菌的抑制作用最好, 而大蒜油树脂对酵母菌的抑制作用最好, 可能这与选取的菌种有关, 也可能与抑菌成分有关, 还有待进一步实验证明。
3.3 不同辛香料油树脂提取物抑菌热稳定性都较稳定。
4种辛香料油树脂分别经不同温度处理后检验其抑菌活性, 其抑菌活性的曲线变化基本不大, 大蒜油树脂的抑菌活性受温度影响变化相对较大, 在实验范围内变化幅度可达36.3%, 可能因为经高温处理后会使其蒜素大量流失, 以至失去杀菌作用, 但过一段时间后也具有一定的抑菌效果, 这表明大体上四种辛香料油树脂具有较好的热稳定性, 因此可与其他食品热处理加工并用, 提高加工食品的保存性。
参考文献
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[7]侯美珍, 韦红群, 潘英明.紫草不同溶剂提取物抑菌活性研究[J].食品工业科技, 2006, (11) :23~27.
活性影响 篇9
关键词：选择性催化还原,脱硝,活性组分,复合载体,催化剂,浸渍法
选择性催化还原(SCR)脱硝工艺是目前最为成熟、应用最广泛的烟气脱硝技术之一[1,2]。SCR烟气脱硝所采用催化剂的主要成分为V2O5-WO3/TiOundefined,即以TiO2为载体,以V2O5和WO3为活性组分。催化剂中各组分的含量直接影响到催化剂的脱硝性能,如V2O5的含量越高,则催化剂的脱硝能力越强,但同时V2O5也是SO2氧化成SO3的催化剂,其含量越高,烟气中SO2越易转化为SO3,从而增加了对设备的腐蚀。WO3组分的添加则有助于抑制SO2的转化。因此,研究SCR催化剂各组分的适宜含量对开发高脱硝性能催化剂具有重要意义。而催化剂的制备工艺主要有共混法、浸渍法等,浸渍法可使活性组分在载体表面分布更加均匀,催化效果更好[4,5]。
本工作先采用溶胶-凝胶法制备TiO2载体,再采用浸渍法制备了不同V2O5和WO3质量分数的V2O5-WO3/TiO2系列催化剂,研究了各活性组分的质量分数对催化剂脱硝性能的影响;并制备了V2O5-WO3/TiO2-SiO2 和V2O5-WO3/TiO2-Al2O3复合载体催化剂,研究了SiO2及Al2O3的加入对催化剂脱硝性能的影响。
1 实验部分
1.1 原料、试剂和仪器
实验所用气体均为钢瓶气,其中,NO 体积分数为1%,其余为N2;NH3体积分数为1%,其余为N2;N2和O2体积分数为99.2%～99.9%。
氨水:质量分数10%;H40N10O41W12·xH2O、NH4VO3、C6H15NO3、C2H6O、H2C2O4·H2O、Ti(OC4H9)4、CH3(CH2)3NH2、Al2(SO4)3·12H2O和Si(OC2H5)4均为分析纯。
L9型马弗炉:德国Nabertherm公司;KM900 型烟气分析仪:英国Kane 公司;PXR5NCY1-FV000-A型温控仪:日本富士公司;AB104-S型秤重天平:瑞士梅特勒-托利多仪器公司;25000型测温热电偶:美国Deltatrak公司。
1.2 催化剂的制备
1.2.1 V2O5-WO3/TiO2催化剂的制备
取一定量的Ti(OC4H9)4加入到一定量的C2H6O中,再向其中加入一定量的C6H15NO3,搅拌一段时间后,再加入一定量的去离子水和C2H6O,继续搅拌即得到淡黄色溶胶。将溶胶加热、搅拌回流,得到黄色黏稠凝胶。将所得凝胶成形制成块状,在一定条件下烘干、煅烧、粉碎和筛分,即得到TiO2粉末。
将一定量的H40N10O41W12·xH2O和H2C2O4·H2O溶于适量去离子水中,加入一定量制备好的TiO2粉末,加热搅拌后浸渍一段时间,再烘干、煅烧、粉碎、筛分至所需粒径,即得到负载了WO3的TiO2载体(WO3/TiO2)。将WO3/TiO2置于NH4VO3和H2C2O4·H2O制成的溶液中加热浸渍一段时间后,烘干、煅烧,得到负载了V2O5的V2O5-WO3/TiO2催化剂。
1.2.2 复合载体催化剂的制备
TiO2-SiO2复合载体的制备同样采用溶胶-凝胶法。按照所制备催化剂中SiO2质量分数为10%换算所需Si(OC2H5)4的质量,将所需质量的Si(OC2H5)4和一定量的Ti(OC4H9)4一起溶于C2H6O中,加入一定量的C6H15NO3,搅拌,再加入去离子水和C2H6O,继续搅拌得到淡黄色溶胶。将溶胶静置、烘干、煅烧、压片、筛分,得到TiO2-SiO2复合载体。按1.2.1节方法分别负载质量分数10%的WO3和0.25%的V2O5,得到SiO2质量分数为10%的V2O5-WO3/TiO2-SiO2复合载体催化剂。
采用沉淀法制备Al2O3。按照所制备催化剂中Al2O3质量分数为10%换算所需Al2(SO4)3·12H2O的质量,将所需质量的Al2(SO4)3·12H2O加入去离子水中,再加入一定量CH3(CH2)3NH2,搅拌均匀后缓慢滴加氨水将溶液pH调至约8.0,搅拌、静置、烘干、煅烧、粉碎,得到γ-Al2O3粉末。将γ-Al2O3粉末溶于一定量的去离子水中,形成铝溶胶。将制得的铝溶胶缓慢滴加到Ti(OC4H9)4溶胶中,搅拌,生成混合凝胶。将凝胶静置、烘干、煅烧,得到TiO2-Al2O3复合载体。按1.2.1节方法分别负载质量分数10%的WO3和0.25%的V2O5,得到Al2O3质量分数为10%的V2O5-WO3/TiO2- Al2O3复合载体催化剂。
1.3 脱硝实验方法
脱硝实验在自制的固定床催化脱硝反应器中进行。反应器为内径8 mm的不锈钢管,采用外部电加热,温度由插入催化剂层的热电偶测量,并由温控仪控制反应器内温度,控制精度为±1℃。催化剂脱硝实验装置示意见图1。
在实际烟气中,NOx的成分为NO和NO2,其中NO的体积分数达95%以上,故本脱硝实验用NO代替NOx,不考虑NO2的影响。每次脱硝实验的催化剂加入量为0.8 g。
实验用模拟烟气采用N2、O2和NO的钢瓶气配气,其中O2体积分数为5%,NO质量浓度为380 mg/m3,其余为N2,模拟烟气的总流量为150 mL/min,反应器空速为12 786 h-1。实验开始前先用模拟烟气通入反应器约2 h,让催化剂吸附饱和NO,按n(NO) ∶n(NH3)=1通入NH3进行催化剂的脱硝性能实验。将不同的催化剂分别在一系列反应温度条件下进行脱硝实验,均在反应稳定1 h后开始测定反应器出口烟气中的NO质量浓度。为了减小出口烟气中未反应的NH3对实验结果的影响,先将反应器出口烟气通过浓磷酸洗涤后再取样测定。
1.4 分析方法
采用烟气分析仪测定反应器出口烟气中NO的质量浓度,结合反应器进口的NO质量浓度,计算NO转化率。
2 结果与讨论
2.1 WO3质量分数对V2O5-WO3/TiO2催化剂NO转化率的影响
在V2O5质量分数为0.50%的条件下,WO3质量分数对V2O5-WO3/TiO2催化剂NO转化率的影响见图2。由图2可见:随着催化剂中WO3质量分数的增加,NO转化率明显提高;当WO3质量分数大于6%时,反应温度在250～330 ℃范围内,反应器出口烟气中已经基本检测不到NO,即NO转化率为100%;当反应温度超过330 ℃以后,随反应温度继续升高,NO转化率均逐渐下降,WO3质量分数较小的催化剂的NO转化率下降更多。这是由于WO3含有较多的Brönsted酸位,可提高催化剂的酸度,促进V2O5在催化剂中的分布,改善V2O5与TiO2之间的电子作用,从而提高催化剂的脱硝活性,但WO3容易在催化剂载体表面形成结晶区,如果反应温度过高,容易造成WO3晶体烧结,导致催化剂的脱硝活性迅速下降。另外,WO3质量分数过大会使活性物质V2O5被掩蔽,从而进一步降低了催化剂的脱硝活性。综合考虑,本实验适宜的WO3质量分数为10%。
2.2 V2O5质量分数对V2O5-WO3/TiO2催化剂NO转化率的影响
在WO3质量分数为10%的条件下,V2O5质量分数对V2O5-WO3/TiO2催化剂NO转化率的影响见图3。由图3可见:反应温度在250～360 ℃范围内,不同V2O5质量分数催化剂的NO转化率均很高;随反应温度进一步提高,各催化剂的NO转化率均呈下降趋势;V2O5质量分数较高的催化剂,NO转化率下降幅度更大。
当催化剂中V2O5的质量分数较小时,V2O5可以较均匀地分布在载体TiO2上,呈单层分布状态,且以等轴聚合的钒基形式存在,随着V2O5质量分数的增加,单位质量催化剂中的活性中心数目也随之增加,因此NO转化率提高;当V2O5质量分数过大时,如V2O5质量分数超过1.0%,V2O5容易在载体TiO2上形成微晶区,而结晶态的V2O5催化活性会大幅下降,且结晶态的V2O5体积较大,反而掩盖了具有较强催化活性的单层等轴聚合的钒基,导致实际活性中心数目减少,从而降低了催化剂的脱硝活性。Amiridis等[6]认为在氧化钒的表面浓度低于2 μmol/m2时,增加钒的负载量可以降低活化能,有利于提高催化活性。
V2O5质量分数为0.50%～1.00%时,V2O5质量分数对催化剂的脱硝性能影响不大,故本实验适宜的V2O5质量分数0.50%。
2.3 不同载体催化剂的NO转化率
不同载体催化剂的NO转化率见图4。由图4可见:3种载体催化剂的NO转化率的变化趋势基本一致,在反应温度为250～330 ℃范围内,3种载体催化剂的NO转化率均接近100%;反应温度超过330 ℃后,随反应温度提高,V2O5-WO3/TiO2-SiO2催化剂和V2O5-WO3/TiO2-Al2O3催化剂的NO转化率下降幅度更大。这是由于SiO2表面呈Lewis酸性,SiO2的引入会导致催化剂表面Brönsted酸位减少,使催化剂表面Brönsted酸位吸附的NH3减少,降低了催化剂的脱硝活性。而Al2O3与V2O5的电子作用不如TiO2与V2O5的电子作用强烈,且Al2O3的添加也会导致催化剂表面Brönsted酸位减少,降低催化剂的氧化还原性能。Niwa等[7]的研究表明,V2O5在Al2O3表面的分散倾向于多层分布,而非在TiO2载体上的单层分散,容易导致能参与反应的有效V2O5减少。所以,在催化剂载体中添加SiO2或Al2O3粉末,一定程度上降低了催化剂的脱硝活性。
复合载体TiO2- SiO2粉末中出现了光亮的陶瓷性物质,机械强度比TiO2粉末有所增强;Al2O3的加入也可以提高催化剂的机械强度,延长催化剂的使用寿命。因此实际工程应用中,在脱硝效率容许的范围内,可以考虑在催化剂载体中适量加入Al2O3或SiO2,以提高催化剂的机械强度,延长催化剂使用寿命,增加催化剂的再生循环使用次数,降低工程费用。
3 结论
a)采用浸渍法制备了不同V2O5和WO3质量分 数的V2O5-WO3/TiO2系列催化剂,催化剂中WO3 质量分数增加,NO转化率提高, 但WO3质量分数过大会使活性物质V2O5被掩蔽,导致NO转化率下降,适宜的WO3质量分数为10%。
b)V2O5质量分数为0.50%时,催化剂的NO转化率最高。当V2O5质量分数超过1.00%时,V2O5容易在载体TiO2上形成微晶区,而结晶态的V2O5催化活性会大幅下降,从而降低催化剂的脱硝活性。
c)在催化剂载体中添加SiO2或Al2O3粉末,一定程度上降低了催化剂的脱硝活性,但可增强催化剂的机械强度,延长催化剂的使用寿命,增加催化剂的再生循环使用次数,降低工程费用。
参考文献
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活性污泥吸附COD的影响因素研究 篇10
污水厂的收水包括制药废水16000 t/d、淀粉厂废水1200 t/d、电厂废水850 t/d、屠宰废水400 t/d、生活污水4000 t/d。由于上游某工业园区排水不稳定, 实际的进水水质波动较大, COD波动范围:220 mg/L~3400 mg/L;SS波动范围:60 mg/L~1400 mg/L;氨氮波动范围:5 mg/L~73 mg/L;总磷波动范围:3mg/L~66 mg/L。设计进水水质见表1。
据此, 要求其污水处理系统有较强的耐冲击负荷能力。为此, 本厂决定在进水COD超过600 mg/L时, 启动池容为20000 m3的事故调节池, 应用剩余活性污泥吸附进水中一部分COD, 减轻后续处理单元的负荷, 通过试验来确定运行参数。
一、试验部分
1. 材料仪器。
曝气装置、COD速测仪 (5B-1型COD快速测定仪、5B-3c型快速测定仪) 、JJ-1型精密增力电动搅拌器2台、900 ml烧杯6个、取样筒1个。
2. 试验方法。
本文主要考察小试规模的剩余活性污泥对COD的吸附效果。首先考虑水厂进水COD的波动较大, 在旋流沉砂池后端设置吸附单元, 并找出吸附单元最佳的运行参数:即污泥浓度 (MLSS) 、助凝剂的投加、泥水接触时间、沉淀时间。
3. 试验用水及测定方法。
本试验原水为某工业园区污水处理厂旋流沉砂池进水。COD用速测仪测定, SS和MLSS采用重量法。
取旋流沉砂池进水, 二沉池剩余活性污泥, 配制试验所需要的泥水混合液, 进行搅拌或者曝气, 吸附反应一段时间后, 沉淀相应的时间, 取上清液测COD。
二、试验结果与分析
1. MLSS对吸附COD的影响。
活性污泥吸附水中的COD是依靠污泥絮体中的微生物对COD的吸附作用, 将其吸附在污泥絮体表面, 然后通过外排污泥将COD去除。COD的去除效果与剩余污泥的添加量密切相关, 分别加入不同浓度的二沉池剩余污泥, 曝气15 min, 沉淀30 min, 取上清液测COD, 结果见图2。
从图中可以看出, 随着污泥浓度的增加, 水中COD的吸附效率不断提高, 也就是污泥越多, 吸附COD的效果越好。由于污水处理厂的剩余污泥量有限, 不能过多添加, 过少会影响去除效果, 所以, 污泥量的控制应该根据本厂的实际情况来确定, 选择2.5 g/L为最佳添加量。
2. 不同助凝剂对吸附COD的影响。
取旋流沉砂池进水、二沉池回流污泥, 用900 ml烧杯配制污泥浓度为2.5 g/L的泥水混合液500 ml, 加入不同的无机絮凝剂、助凝剂和活性炭各20 mg, 曝气混合5 min, 沉淀10 min后取上清液分别测COD, 对不同种类的无机药剂的吸附COD效果进行比较, 结果见下表。
从表中可以看出, 剩余活性污泥+助凝剂的吸附效果最差, COD的去除率为70.9%;剩余活性污泥+活性炭的吸附效果最好, COD的吸附效率达75.4%。本试验采用的碘量值为850、粒度为50目的活性炭。活性炭有孔隙, 本身就是一种良好的吸附剂, 其孔隙会吸附一部分COD, 这就使得活性炭比无机助凝剂吸附COD的效果好。考虑到经济效益, 选用一种适合本水厂的助凝剂作为促进吸附COD的辅助手段, 可以达到较好的效果。
3. 不同接触时间对吸附COD的影响。
活性污泥吸附COD需要一定的时间, 时间过短, 就达不到理想的吸附效果;时间过长, 活性污泥所吸附的COD有可能被释放出来, 另外, 还会影响设备的效率。通过改变泥水的曝气时间, 分析吸附反应时间对COD去除的影响, 结果见图3。
从图中可以看出, 随着泥水接触反应时间的延长, 在前25 min内, 剩余污泥吸附COD的效果不断增高, 25 min以后, 有下降的趋势, 这可能是因为曝气时间稍长会使得污泥絮体散开, 增加了水中颗粒性COD的含量;还有可能是因为泥水接触时间过长, 所吸附的COD又被释放出来了。泥水接触时间在25 min时, 活性污泥吸附COD达到饱和状态。因此, 选择曝气反应时间25 min为宜。
4. 不同的沉淀时间对吸附COD的影响。
用4个900 ml烧杯分别取旋流沉砂池进水500 ml, 配制污泥浓度为2.5 g/L, 曝气25 min, 对不同的沉淀时间影响活性污泥吸附COD的效果进行比较, 结果见图4。
从图中可以看出, 不同的沉淀时间会影响活性污泥吸附COD。当沉淀时间为30 min时, 吸附效率最高, 为36.2%, 颗粒性的COD在这个时间段中沉降下来, 由此, 可以选择沉淀时间为30 min。
5. 搅拌与曝气对活性污泥吸附COD的影响。
为了研究搅拌与曝气对活性污泥吸附COD的影响, 进行了如下试验:用两个900 ml烧杯分别取旋流沉砂池进水, 二沉池剩余污泥, 配制污泥浓度为2.5 g/L, 各500 ml, 同时一个搅拌25 min, 转速为60 r/min, 另一个曝气25 min, 沉淀时间不同。结果见图5。
从图中可以看出在沉淀时间为25 min和30 min时, 曝气对吸附COD的效率要比搅拌的高。这可能与溶解氧有关。曝气时的溶解氧在5 mg/L~6 mg/L;搅拌时溶解氧在1 mg/L左右, 在溶解氧不同的情况下, 污泥的活性也会受到影响。所以, 泥水的混合方式选择曝气比较合适。
三、结论
1. 活性污泥吸附污水中的COD是一个快速的过程, 在本试验中, 污泥浓度为2.5 g/L, 泥水接触时间为25 min内, 沉淀30 min达到最大值。若加上粉末活性炭 (碘量值为850, 50目) , 其吸附效率会大大提高, 可达75.4%。
2. 另外, 在同一污泥浓度下, 泥水混合方式不同, 活性污泥吸附COD的效果也不同, 在沉淀时间为30 min时, 曝气对吸附COD的效果要比搅拌的好, 多出5个百分点。
参考文献
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