隨著科技的發展，人類活動越來越多地向海洋延伸，海洋資源也越來越被重視。因此，海洋環境在對海洋資源的開發利用過程中就顯得日益重要，但在實際的開發過程中卻存在諸多的污染問題，其中，海上泄露的石油對海洋環境的危害最大。石油污染發生后，海水中大部分的油類主要是浮油可以通過采取一些物理應急措施，但殘存在海水中的少量油類很難通過物理方法進行處理。化學方法相對較好，但存在二次污染問題。生物處理技術，即利用微生物對水中的污染物進行分解和轉化，由于生態友好、價格低廉等諸多優勢受到人們的重視。但是，在海洋石油污染微生物修復過程中，卻存在著有效菌株流失嚴重導致修復效率大幅度下降等問題。氣凝膠是一種超輕的多孔性凝膠材料，通常是通過將含水量較高的凝膠前體物質通過超臨界干燥或冷凍干燥后得到的特殊結構，這一過程由于水分的快速升華，不會導致網絡結構的破壞。魔芋葡甘聚糖（ KGM） 是由甘露糖和葡萄糖以β －1，4糖苷鍵連接的線性高分子化合物，在其分子的某些糖基側鏈上，連接有一定數量的乙酰基團，葡萄糖和甘露糖的分子比為1 ︰（ 1. 5 ～ 1. 7） ，相對分子質量可高達106，粘度高，溶于水，在水中膨脹度大，具有特定的生物活性以及親水性、增稠性、穩定性等多種特性。近些年，以天然高分子為原料的氣凝膠發展迅速，是一種良好的吸附固定化材料，這種材料可以在固定微生物的同時漂浮于海面，大大提高了對海洋石油污染的降解效率，而且是一種環境友好型的可降解材料。筆者采用冷凍干燥技術，制備出魔芋葡甘聚糖氣凝膠，并對嗜酸乳桿菌進行吸附固定化處理，同時采用掃描電鏡（ SEM） 對嗜酸乳桿菌（ Lactobacillus acidophilus） 固定化氣凝膠結構進行了分析與表征，并對其儲存穩定性進行研究，旨在為利用魔芋葡甘聚糖氣凝膠吸附固定海洋污染降解菌提供依據。

    1 材料與方法

    1.1 材料魔芋葡甘聚糖（ 云南昭通三艾有機魔芋發展有限責任公司，食品級） ; 嗜酸乳桿菌酸奶發酵劑（ 常州益菌加生物科技公司） 。

    1.2 儀器與設備HH-2 數顯恒溫水浴鍋（ 江陰市保利科研器械有限公司） ， JB200-S 數字顯示轉速電動攪拌機（ 上海標本模型廠） ，ULPHW 實驗室超純水機（ 西安優普儀器設備有限公司） ，LGJ-125 冷凍干燥機（ 北京松源華興科技發展有限公司） ，ZL-80 恒溫恒濕試驗箱（ 東莞市正藍精密儀器有限公司） ，Nova NanoSEM230場發射掃描電子顯微鏡（ 美國FEI 公司） 。

    1.3 氣凝膠的制備將1 g 的魔芋葡甘聚糖加入到99 g 超純水中，于30 ℃恒溫水浴鍋中，以350 r·min － 1的攪拌速度攪拌60 min，攪拌后的粘稠狀液體倒入培養皿中，每個培養皿約50 mL，－18 ℃真空冷凍干燥。

    1.4 嗜酸乳桿菌的吸附固定化研究將嗜酸乳桿菌培養液倒入裝有氣凝膠的培養皿中吸附固定化培養后等待測試。

    1.5 電子顯微鏡結構表征將制備的嗜酸乳桿菌固定化氣凝膠經冷凍干燥后，置于液氮中脆斷，然后固定在帶雙面膠的樣品銅臺上，斷面朝上，進行噴金粉處理后，在掃描電子顯微鏡（ SEM） 下觀察凝膠的微觀結構。測定條件： 100 倍放大倍率； 最大加速電壓為15 kV。

    1.6 電子顯微鏡結構表征將氣凝膠裝入真空封裝袋中，抽真空，存放在25 ℃條件下28 d，每7 d 測定1 次氣凝膠的活菌數，以此來評價固定化氣凝膠的儲藏穩定性。凍干菌粉作為對照組，操作步驟同上。

    2 結果與分析

    3 討論

    氣凝膠的發現距今已有80 年的歷史，其無限的潛力和應用價值不斷地被人類挖掘出來，其特有的多孔結構導致了氣凝膠的極高的比表面積和孔隙率和極低的密度，以及多樣的空間三維網絡結構。這樣的結構賦予了氣凝膠特有的隔熱性能、光學特性、量子尺寸效應、表面界面效應、介電特性和摻雜吸附性能。本研究在采用冷凍干燥技術制得魔芋葡甘聚糖氣凝膠，并對嗜酸乳桿菌進行固定化培養。微觀結構掃描圖顯示內部有大量相互連接的孔隙結構，分布均勻，孔洞壁厚實而光滑，且有明顯通道形成，能夠為益生菌提供1 道與外界隔絕的保護屏障，降低了外界不良因素對益生菌的傷害，提高了貯藏時間。本研究以嗜酸乳桿菌作為海洋污染降解的代表菌種進行研究，期望利用此技術、理念能夠實現對其他微生物的吸附固定化。

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責任編輯：王元

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