光合细菌的研究现状【文献综述】.docVIP

毕业论文文献综述 食品科学与工程 光合细菌的研究现状 摘要： 本文简要介绍了光合细菌的分类、特性和应用，特别是在环保和养殖方面的应用，还初步介绍了光合细菌的分离筛选方法。 关键词：光合细菌；特性；应用；分离 光合细菌(Photosynthetic bacteria,PSB)是一类能进行光合作用而不产氧的特殊生理类群的原核生物的总称，能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨氮等为营养进行生长和繁殖[1]。广泛存在于自然界的水田、湖泊、江河、海洋、活性污泥及土壤中。 1 光合细菌的分类 光合细菌在分类上属于原核生物界(Procaryota)、真细菌亚界(Peubacteria)、薄壁菌门(Gracilicutes)、红螺菌目(Rhodospirllales)和绿螺菌亚目(Chlorobineae)。现在已知的光合细菌共分有着色杆菌科、螺旋杆菌科、紫色非硫细菌、绿色硫细菌、多细胞丝状绿细菌、螺旋杆菌科、含细菌叶绿素的专性好氧菌等7大群共约50个属[2]，而且不断有新种发现。 2 光合细菌的特性和性质 光合细菌为革兰氏阴性细菌，不能成芽孢，其形态非常多样，主要有球状、杆状、螺旋状和卵圆形，细胞直径大小为0.5—5μm。主要以二分裂方式繁殖，少数出芽生殖。光合细菌因体内含有叶绿素和类胡萝卜素等色素，根据细菌所含色素的种类和数量不同，菌体呈现出不同的颜色。 光合细菌能以光为能源，以CO2或有机物作为碳源繁殖，在不同的自然条件下具有不同的功能，如固氮、固碳、产氢等，在自然界物质循环中起重要作用。光合细菌菌体细胞除含有大量水分外，还含有20%左右的干物质，包括蛋白质、碳水化合物、脂类和矿物盐等。此外，还含有丰富的维生素以及人体必需的多种氨基酸[3]。因此可以作为饲料添加剂，广泛用于水产养殖和畜禽养殖。 3 光合细菌的应用 因为光合细菌菌体含有丰富的蛋白质、氨基酸、生物必需的维生素、抗病毒活性因子等，能促进动植物生长，增强其抗病能力。它还可以通过光合作用，维持物质循环，降解废弃有毒物质，起到净化水质环境的作用，确保人类健康，所以已经引起人们高度重视，并在许多领域被广泛应用。 3.1在废物处理方面应用 光合细菌在厌氧光照、好氧光照或好氧黑暗条件下都能利用有机酸、氨基酸及糖类等小分子有机物迅速增殖，使废水得以净化。光合细菌能处理高浓度有机废水，具有适应性强、去除率高的效果。研究表明，光合细菌不仅能分解转化多种有机物，而且还耐受紫外线，对氯、盐分、及氰、酚毒物耐性较强，可在恶劣条件下处理有机废水[4]。 郑卓辉等[5]对光合细菌净水剂及光合细菌菌肥菜心杀虫剂残留物的降解情况进行了研究，发现光合细菌可使毒性残留期较长的三唑磷有效降解。艾翠玲[6]在传统的SBR反应器(Sequencing Batch Reactor)中加入半软性填料，研究了光合细菌的两种代谢方式对味精废水化学需氧量(COD)的去除率的影响，并结合光合细菌的细胞结构特点和代谢方式讨论了其对活性污泥絮凝性能的影响。研究表明，黑暗系统中，处理味精废水活性污泥絮凝性能较光照系统中有较大提高，有机物去除率也有所提高。黄宝兴等[7]研究了固定化对光合细菌污水处理效果的影响，研究结果表明，使用海藻酸钠为基质的固定化海洋光合细菌和以蒙脱石纳米材料为添加剂的固定化海洋光合细菌对生活污水中的氮、磷均具有一定的处理效率，相比没有固定化的处理率提高了10%左右，12h左右即可提将处理率提高到60%—80%。邹文娟等[8]则研究了光合细菌和枯草芽孢杆菌在污水处理中的应用，发现两种菌的混合菌在氮处理方面效果要比单一菌种好。李晓玲等[9]则对光合细菌的脱氮进行了研究，结果表明光合细菌以琥珀酸、丙酮酸、苹果酸、葡萄糖等为碳源，在厌氧条件下利用NO3-和NO2-作为电子受体，产生N2。 光合细菌以其独特代谢特性的优势还被应用于畜禽养殖和水产加工废水的处理。金梅等[10]研究了光合细菌对畜禽粪便中三种成分物质的降解效果。研究显示光合细菌对氨态氮、磷、硫化物都有较好的降解作用，可以进一步研究将其组合成试剂作为饲料添加剂应用。袁盈波等[11]也研究了光合细菌对硫化物的处理效果，结果显示光合细菌对畜禽废水和鱼粉废水中硫化物的去除有较好效果。 3.2光合细菌在养殖业中的应用 光合细菌没有毒性，且细胞中富含蛋白质和维生素，以及大量的类胡萝卜素和辅酶Q10等生理活性物质，对多种经济类养殖动物具有明显的促生长作用和预防疾病作用，营养价值很高。所以常作为饲料添加剂应用于养殖业。 王志永等[12]研究了光合细菌对火烈鸟饲养的影响，结果显示光合细菌能保证火烈鸟的体色，并对火烈鸟有很好的保健作用。王玲娜等[13]研究了光合细菌作为水产饲料添加剂对养殖鱼的影响，结果表明光合细菌能明显提高养殖鱼的成活率