近年来,随着人们生活水平的提高,动植物油脂的消费以惊人的速度增长,由此产生的含动植物油脂废水量也大幅度提高。含油类物质进入水体后,会漂浮在水体表面,从而影响水体的复氧及自然净化过程,危害水体生态系统。因此,在进入城市污水处理系统之前,需要预先对油类物质进行处理。
冬季气温较低时,传统生物处理油脂废水的效果明显降低,而其他的物理化学方法,由于对COD、BOD的去除能力较低,且投资大,占地广,流程复杂又需要特殊设备,无法有效地取代生物处理111.因此,急需开发一些能高效、快速处理油脂的低温微生物。
低温微生物指生活在低温环境下的微生物。这类微生物可细分为两类:一类是必须生活在低温条件下,在0t可生长繁殖,*适温度不超过15t*高温度不超过20t的微生物,称之为嗜冷菌(Psychrophile)另一类是能在低温条件下生长,在0~5t可生长繁殖,*高温度可达20t以上的微生物,称之为耐冷菌(Psydirotrcphs)12.低温微生物由于长期生活在寒冷环境中,形成了一套独特的与低温环境相适应的分子机制,因此利用低温微生物可提高低温生活污水的处理效果131.兼性嗜冷菌与专性嗜冷菌相比,对温度的要求较为宽松,在常温下也可正常进行生理活动,但是嗜/耐低温微生物:2011-0-27基金项目:重庆市渝北区科技发展资金工业项目(2060403)重庆市科技攻关重点课题(4c2011ggB2⑴01)在生活环境中要比中温微生物少,靠自然选择很难形成优势菌群,人工筛选、培育嗜/耐低温优势菌是*佳途径4.目前国内对低温油脂降解菌的研究还处于认识和引入阶段,主要集中在对低温脂肪酶和低温降解污水中COD的试验性研究5,取得了较好的效果。如从下水道中分离出对生活污水中有机污染物有降解能力的耐冷菌,采用耐冷复合菌群处理低温生活污水。国外对低温微生物的研究较为深入,已经提出其低温适应性的分子机制及相关理论6,并且已经从海水中分离出能降解原油的耐低温细菌菌剂78.要将开发的菌剂广泛地应用于实际生活,必须对菌剂进行一定的保存与固定化处理,即细胞的固定化。固定化细胞的制备方法按照固定载体与作用方式的不同,可分为3种类型:吸附法、包埋法与交联法19.吸附法是指通过物理吸附、化学或离子结合的方法,将细胞固定在非水溶性载体上。此方法操作简单,细胞活性损失小,载体可反复使用,本文拟采取此种固定化方法。
本文在低温条件下,从污泥中分离出能高效降解植物油的微生物,尝试将其与细胞固定化技术相结合。
1材料与方法11菌株来源在4t条件下取重庆大学某食堂排污管管壁上污泥1kg置于无菌水中,在常温下(约为10t)静置。沉淀完全后,取上清液以稀释法涂布于牛肉膏蛋白胨固体培养基上,在5t条件下培养,进行划线分离单菌落。经过3d的培养,培养基上出现了17株长势旺盛的菌株。
12培养基油或猪油100g/L牛肉膏5. 0g/L蒸馏水定容至1000mL中性红(1.6%中性红水溶液)mLpH=7.2除特别注明外,培养基均采用1X105Pa灭菌20min试验所涉及的植物油均为金龙鱼菜籽油。
13残油质量浓度的测定将菌株接种到复筛培养基培养5d后,测定培养基中的残油质量浓度,以得到菌株对植物油的降解率。残油质量浓度采用紫外分光光度法测定。用纯化后的石油醚对复筛培养基进行萃取(将石油醚倒入培养基中,多次摇晃,使瓶内壁黏附油脂完全溶于液体中),测定其吸光度;加入氧化铝作为吸附剂以去除极性物质,再次测其吸光度,两者之差即为动植物油脂类的吸光度,*后由校准曲线查得其质量浓度1q. 14菌种的驯化将所培养的各菌株分别接种于细菌基础培养基中,置于10t下生长3d然后将各菌株对应接种于驯化培养基中,置于5t的恒温水浴摇床中,以110r/min的转速振荡UL以5d为1个驯化周期,反复接种5次。
PCR扩增产物的琼脂糖凝胶电泳图Fig. 1.4.1油脂降解菌的初筛将能在低温下生长的14株菌分别接种于油脂中性红培养基中,置于5°C恒温冰箱内进行平板培养,5d后观察菌落生长情况。根据菌落生长情况及其代谢产物是否能够使中性红颜色产生变化的差异来判断该菌株能否降解植物油。如果单菌落生长较大,且呈鲜红色,证明其在低温下具有降解油脂的能力。从而初步判断各菌株在低温下对植物油的降解情况,淘汰掉不具备降解能力的8株菌。
1.4.2油脂降解菌的复筛将初筛后剩下的6株菌对应接种于以菜籽油为**碳源的复筛培养基中。M/crabOhgyChina(微生物学通报)China(微生物学通报)1998