甲醇降解菌的分离及性质研究

第11卷第3期生物技术Vol 11 No. 32001年6月BIOOTECHNOLOGYJun 2001中图分类号Q93-331文献标识码:A文章编号1004-311X20013-0021-03甲醇降解菌的分离及性质研究宋志文1陈冠雄马放2杨基先21.中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁沈阳1016;2.哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001摘要对氮肥厂活性污泥进行驯化筛选得到3株甲醇降解菌可耐100mg/L左右的甲醇浓度实验得出其最佳生长条件为H7-8温度30℃-35通气在适宜条件下对甲醇有较好的降解能力。关键词呷醇降解菌馴化泩物降解甲醇作为一种有机污染物广泛存在于基测定OD650吸收值本有机盒成料造纤维制药:魔子交换1.5细菌计数采用平板菌落计数法产限永中,甲醇对人体和水生先主通进侣色样的度公别名m1.6甲醇的测定采用气相色谱法岛津GCⅢD检物均有毒性物理化学处理方法和生物处理方法℃高纯N,作于甲醇的生物可降解性极大因而生物处理10X60目~80目方法就显得更为重要456。较高浓度的甲分离和筛选降解甲醇的高效菌株是这类废2结果与分析醇对细菌有毒害作用,从而影响处理效果。水生物处理的重研究采用驯化的2.1菌株鉴定分离出3株可以以甲醇为唯方法筛选岀对甲醇有较强降解能力的菌株生长碳源降解甲醇的细菌编号为Pl、P2为此类废水的工业化处理提供微生物基础P3根据细菌的菌落特征,个体形态生理生1材料与方法化反应,按文献8鉴定为假单胞菌属细菌Pseudomonas2.2菌株的适宜生长条件1.1培养基2.2.1甲醇浓度对细菌生长的影响1.1.1.牛肉膏蛋白胨培养基牛肉膏3g取3种菌株母液各1ml分别加入到含有蛋白胨5g/、葡萄糖4g/L、氯化钠5g/1、琼不同浓度甲醇的100ml选择培养基中,置摇20g/L、phH7.0~7床中反应72h取反应液进行细菌平板菌落1.1.2选择培养基:K2HPO0.5g/I计数。结果见表1KH, P040 5g/L MgSo40. 3g/L. NH4 )SO4表1甲醇浓度对细菌生长的影响会微量元素液10m7.0-72加入甲醇浓度细菌数(mg/L)1.1.3微量元素液配方:znSO40.2g/lFeS-4.13.30405g/L. CaCl23 0g/L MnSO40. 06g/Lo187,6菌种的驯化将从某氮肥厂得到的活性3.6污泥加到含100m/L甲醇的选择培养基中773.92.7之后每天按2倍比例加入甲醇至甲醇浓度1357.8为12800mg/L将菌液转移到新配制的选择3074.3培养基中重复驯化2次后取0.2ml菌液在6418.90.012牛肉膏蛋白胨培养基上涂平板32℃恒温培12134.50.0330.0041.3生长条件:察不同甲醇浓度、温度、中国煤化工出3种菌对用醇均压供氧状况、氮源及尿素含量对细菌生长的影CNMHG时细菌数量保持在1.4细菌密度测定以空白培养基作对照,数音看脬浓度的提高细菌数有收稿日期2001修回日期2001-04-03有一定数量的菌株存活。作者简介宋志文男博士生工程师从事工2.2.2培养时间对细菌生长的影响陬取3种业废水的生物处玛数镛生物学研究发表论文4瓶菌株母液各1ml分别加到含有甲醇200nLpH7.0的100ml选择培养基中,32℃摇22生物技术第11卷第3期养每隔一定时间取样测反应液OD值,32℃培养箱和120r/min摇床上培养72h后结果见图1。取样测定OD6值结果见图403口静置■振荡1243648607284%6108时间(P2图1培养时间对细菌生长的影响从图中可以看出3种菌株的生长曲线图4供氧状况对细菌生长的影响不同,P1、P2、P3进入稳定期的时间分别为60h、36h和36h在稳定期持续的时间分别为显好于静置培养的细菌说明分离的菌株生36h、24h和36h2.23培养温度对细菌生长的影响取3种这些菌株处理中醇废水或进行甲醇污染的现场修复需要保持良好的通气曝气宗件否醇pH70的选择培养基中在不同温度下摇则将影响菌株的生长不同氮源对细菌生长的影响取3种小。菌株母液各1ml,分别加到含有不同氮源的结果表明3株细菌均为中温菌在15℃40℃范围内温度对细菌的生长影响相对测定O1结果见图5结果表明3株细菌较小最适生长温度为30℃~35℃的最佳氮源是牛肉膏P1和P3的次佳氮源224.培养基初始p对细菌生长的影响取3种菌株母液各1m分别加到含有200m是尿素P的次佳氮源是硝酸铵。L甲醇、不同pH的100ml选择培养基中置于摇床中32℃条件下反应72h结果见图3。03尿素硫酸铵硝酸铵硝酸钠牛肉膏图5不同氮源对细菌生长的影响152025菌株素含量对细菌生长的影响取3种图2培养温度对细菌生长的影响素的100ml选择培养基中在适宜条件下反应72h取样测定OD值结果见图6。◆Pl鲁P—P02图3培养基pH对细菌生长的影响中国煤化工量(%)从图中可以看出3株菌生长的最适pHP1对pH比P2、P3更敏感过酸或过CNMHG细菌生长的影响减均不利于菌体生长从图中225供氧状况对细菌生长的影响试验是2%对3种菌株的生长均有很大的促进作以摇床培养作为好氧静置作为缺氧条件进用。在氮肥厂合成氨生产过程中产生的甲醇20g数170的选择培养基中,在来看92%含量的尿素可作为细菌生长第11卷第3期生物技术Vol 11 No. 32001年6月BIOOTECHNOLOGYJun 2001的氮源促进细菌的生长。P3进入稳定期的时间分别为60h、36h和2.3降解甲醇的能力36h在稳定期持续的时间分别为36h、24h和株细菌母液各1m分别加入到含有36h3株细菌的最适生长条件为pH7~8不同浓度甲醇的l00m选择培养基中在适30℃~35℃、振荡培养最佳氮源是牛肉膏宜条件下反应12h测定甲醇含量計计算甲醇少量尿素1%~2%对细菌生长有很好的促降解率结果见图7。进作用在适宜条醇浓度<3mgL时3株细菌对甲醇降解率均很高经12h降解率在80%以上。随着甲醇浓度加大降解能力也随之降低在低浓度甲醇条件下株细菌对甲醇的降解能力基本相同在高浓度条件下,P对甲醇的降解效果明显好于P2.根据菌株的性质有可能将其投加到活性污泥或生物膜中处理甲醇废水,从而为甲醇废水的生物处理提供微生物学基931884047413583074641912135者将分离筛选的菌株固定在颗粒活性碳(以甲醇含量(mgL)15)上处理轻度污染甲醇废水取得了一定效果01图7细菌对甲醇的降解能力参考文献从表中可以看出在甲醇浓度<30ng/L[II苏].M.格鲁什科.工业废水中有害有机化合物手册时3株细菌对甲醇降解率均很高在80%以[2乌锡康圭编,有废水治理技M].北京北化学低在低浓度甲醇条件下3株细菌对甲醇的[3程洪波,国内甲废水处理技木应用现化工环降解能力基本相同浓度条件下,P1对[4 NOvak JTC BEnoit,ead, Biodegradation of methanol and醇的降解效果明显好于P2、P3。ertiary butyl alcohol in subsurface systems[ J ] Water SciTechnol. 1985 17 371853结论[5 JAnthony C. The oxiof methanol in gram-negatiaI]. FEms Microbiology Reviews. 1990 87(3-4) 209从氮肥厂活性污泥中分离出3株能够以甲醇为唯一碳源降解甲醇的细菌,编号为[7京程M]上海复旦大学出P、P2、P3经鉴定均为假单胞菌属株细菌可在10000mg/L的甲醇浓度中存活。费生物确究所细菌分类组编著一般细菌试验表明3种菌株的生长曲线不同,P1、P2[9油石化工业废水治理M]北京[10宋志文陈冠雄马放,微生物固定化处理甲醇废水的学杂志200244)30~31Isolation and characterization of bacteria capable of degradingmethanolSONG Zhi-wen' CHEn Guan中国煤化工(1. Institute of Applied EcologyCNMHGIO0162. Harbin Institute of TechnologywUuI dhina)Abstract Three strains of bacteria which can highly degrade methanol have been obtained by enrichingscreening and acclimatizing the strains in active sludge gotten from a fertilizer factory. These bacteria cantolerate methanol of 10 ,000mg/L,The optimum culture conditions are pH7 10C -35C and aeration. At the joitsootiEn conditions their degrading capacities are very efficientKey words methanol degrading bacteria acclimatization biodegradation