專利名稱：一種利用白腐真菌共代謝降解芘的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用微生物共代謝降解芘的方法。
背景技術(shù)：
白腐真菌是一類使木材呈白色腐朽的真菌，能夠分泌胞外氧化酶降解木質(zhì)素，且 降解木質(zhì)素的能力優(yōu)于降解纖維素的能力，這些酶可以促使木質(zhì)腐爛成為淡色的海綿狀團(tuán) ±夬——白腐，故稱為白腐真菌。PAHs(多環(huán)芳烴)是人類活動和自然熱解導(dǎo)致的一類重要的全球性污染物，它 是由礦物燃料的不完全燃燒而形成，并通過大氣沉降進(jìn)入土壤，主要存在于土壤、沉積物、 大氣顆粒中。多環(huán)芳烴在其生成、遷移、轉(zhuǎn)化和降解過程中通過呼吸道、皮膚、消化道進(jìn)入 人體，極大地威脅著人類的健康，有很強(qiáng)的致畸、致癌、致突變作用。特別是多環(huán)芳烴中的 “芘”，芘作為有機(jī)合成原料可用于染料、合成樹脂、分散性染料和工程塑料，酰化后可制還 原染料艷橙GR及其他多種染料，并可用于制殺蟲劑、增塑劑等。由于芘被廣泛使用，所以其 污染程度及危害程度也較為嚴(yán)重。雖然，之前曾有利用混合菌系降解芘(中國發(fā)明專利其公開號為CN101195810A)， 但該混合菌系是由多種微生物按一定比例混合制成，存在配制復(fù)雜的缺陷，而且該混合菌 系只能用于低濃度芘的降解，芘的濃度大于30mg/L將抑制該混合菌系的生長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決目前利用生物降解芘的方法只能用于低濃度芘降解的問題，而 提供的一種利用白腐真菌共代謝降解芘的方法。本發(fā)明利用白腐真菌共代謝降解芘的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)利用白腐真菌共代謝 降解芘的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)將芘加入含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中，并向每升含有白 腐真菌的液體培養(yǎng)基中加入5g農(nóng)業(yè)廢棄物作為共代謝底物，在28°C、120r/min條件下降解 21 士 1天，即完成芘的生物降解；其中，白腐真菌為偏腫擬栓菌，每50mL液體培養(yǎng)基中加入 3片直徑為IOmm的偏腫擬栓菌菌片；含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基每一升由0. 44g氯化銨、 0. 2gKH2P04、0. 05g MgS04、0. Olg CaCl2U. Og 吐溫 80、ImL 無機(jī)溶液、0. 5mL 維生素溶液和余 量的雙蒸餾水制成；農(nóng)業(yè)廢棄物為麩皮。本發(fā)明方法中利用單一白腐真菌——偏腫擬栓菌(記載于公開號為 CN101235354A的中國發(fā)明專利)對芘進(jìn)行生物降解。本發(fā)明方法可用于芘初始濃度為 90mg/L以內(nèi)的生物降解。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的 任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式利用白腐真菌共代謝降解芘的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)將芘加入含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中，并向每升含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中加入 5g農(nóng)業(yè)廢棄物作為共代謝底物，在28°C、120r/min條件下降解21 士 1天，即完成芘的生物 降解；其中，白腐真菌為偏腫擬栓菌，每50mL液體培養(yǎng)基中加入3片直徑為IOmm的偏腫擬 栓菌菌片；含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基每一升由0.44g氯化銨、0.2g KH2P04、0.05g MgSO4, 0. Olg CaCl2U. Og吐溫80、ImL無機(jī)溶液、0. 5mL維生素溶液和余量的雙蒸餾水制成；農(nóng)業(yè) 廢棄物為麩皮。本實(shí)施方式所用到的液體培養(yǎng)基與現(xiàn)有白腐真菌液體培養(yǎng)基不同，本實(shí)施方式含 有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中以芘為唯一碳源，而且用氯化銨代替了酒石酸銨，同時沒有添 加PH為7的HAc-NaAc的緩沖溶液，不必對液體培養(yǎng)基的pH值進(jìn)行調(diào)解。本實(shí)施方式中偏 腫擬栓菌的漆酶酶活達(dá)到24. 12U/mL，漆酶酶活水平大幅提升。本實(shí)施方式方法可用于芘初始濃度為90mg/L以內(nèi)的生物降解。本實(shí)施方式在檢測生物降解后液體培養(yǎng)基中芘的含量、計(jì)算芘降解率的過程中對 投加入液體培養(yǎng)基的菌片也進(jìn)行提取(采用超聲提取用環(huán)己烷和丙酮混合液對菌片進(jìn)行 提取，超聲頻率為40KHz，超聲功率為80瓦，超聲提取20min，環(huán)己烷和丙酮混合液按環(huán)己烷 與丙酮1 1的體積比組成)，以保證被白腐真菌吸附的芘全部脫附出來，消除了因白腐真 菌吸附作用而對芘降解率產(chǎn)生的干擾。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是含有白腐真菌的液 體培養(yǎng)基中的無機(jī)溶液中MnSO4的濃度為0. 5g/L, NaCl的濃度為lg/L，F(xiàn)eSO4 · 7H20的濃度 為 100mg/L，CoSO4 的濃度為 100mg/L，ZnSO4 的濃度為 100mg/L，CuSO4 ·5Η20 的濃度為 IOmg/ L，AlK (SO4)2的濃度為10mg/L，H3BO3的濃度為10mg/L，NaMoO4的濃度為10mg/L。其它步驟 及參數(shù)與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二的不同點(diǎn)是含有白腐真菌 的液體培養(yǎng)基中的維生素溶液中生物素的濃度為2mg/L，葉酸的濃度為2mg/L，維生素B1的 濃度為5mg/L，維生素B2的濃度為5mg/L，維生素B6的濃度為10mg/L，煙酸的濃度為5mg/L。 其它步驟及參數(shù)與實(shí)施方式一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二或三的不同點(diǎn)是芘在含有 白腐真菌的液體培養(yǎng)基中的濃度為10 90mg/L。其它步驟及參數(shù)與實(shí)施方式一、二或三相 同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式將芘加入含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中，并向每升 含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中加入5g農(nóng)業(yè)廢棄物作為共代謝底物，在28°C、120r/min條件 下降解21天，即完成芘的生物降解；其中，白腐真菌為偏腫擬栓菌，每50mL液體培養(yǎng)基中加 入3片直徑為IOmm的偏腫擬栓菌菌片；含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基每一升由0. 44g氯化 銨、0. 2gKH2P04、0. 05g MgS04、0. Olg CaCl2U. Og 吐溫80、ImL無機(jī)溶液、0. 5mL維生素溶液和 余量的雙蒸餾水制成；農(nóng)業(yè)廢棄物為麩皮。含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中的無機(jī)溶液中MnSO4的濃度為0. 5g/L，NaCl的濃度 為 lg/L，F(xiàn)eSO4 ·7Η20 的濃度為 100mg/L，CoSO4 的濃度為 100mg/L，ZnSO4 的濃度為 100mg/L， CuSO4 · 5H20 的濃度為 10mg/L, AlK(SO4)2 的濃度為 10mg/L, H3BO3 的濃度為 10mg/L, NaMoO4 的濃度為10mg/L。含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中的維生素溶液中生物素的濃度為2mg/L，葉酸的濃度為2mg/L，維生素B1的濃度為5mg/L，維生素B2的濃度為5mg/L，維生素B6的濃度為IOmg/ L，煙酸的濃度為5mg/L。如果采用以芘作為唯一碳源和能源，不加入共代謝底物麩皮，液體培養(yǎng)基中芘初 始濃度為10mg/L其它降解條件相同的情況下，芘的降解率僅為28. 3%。采用本實(shí)施方式生物降解，液體培養(yǎng)基中芘初始濃度為10mg/L的情況下，芘的降 解率達(dá)90%以上；液體培養(yǎng)基中芘初始濃度為30mg/L的情況下，芘的降解率達(dá)43% ；液體 培養(yǎng)基中芘初始濃度為50mg/L的情況下，芘的降解率達(dá)31% ；液體培養(yǎng)基中芘初始濃度為 70mg/L的情況下，芘的降解率達(dá)27% ；液體培養(yǎng)基中芘初始濃度為90mg/L的情況下，芘的 降解率達(dá)22%。本實(shí)施方式中以麩皮為共代謝底物對芘進(jìn)行降解，提高了偏腫擬栓菌對芘的耐受 度和降解率。本實(shí)施方式可增加農(nóng)業(yè)廢棄物的利用率，變廢為寶，而且農(nóng)業(yè)廢棄物對人體和環(huán) 境無毒無害，不會對生物降解操作人員造成二次傷害。用玉米粉替代本實(shí)施方式中的農(nóng)業(yè)廢棄物麩皮，并調(diào)節(jié)生物降解條件，液體培養(yǎng) 基中芘初始濃度為10mg/L的情況下，芘的最高降解率僅為41. 6%。本實(shí)施方式利用麩皮不 僅能夠變廢為寶、降低成本；而且與使用農(nóng)作物玉米粉相比不僅節(jié)約了糧食，芘的降解率也更高。
權(quán)利要求
1.一種利用白腐真菌共代謝降解芘的方法，其特征在于利用白腐真菌共代謝降解芘 的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)將芘加入含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中，并向每升含有白腐真菌 的液體培養(yǎng)基中加入5g農(nóng)業(yè)廢棄物作為共代謝底物，在28°c、120r/min條件下降解21 士 1 天，即完成芘的生物降解；其中，白腐真菌為偏腫擬栓菌，每50mL液體培養(yǎng)基中加入3片直 徑為IOmm的偏腫擬栓菌菌片；含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基每一升由0. 44g氯化銨、0. 2g KH2P04、0. 05gMgS04、0. Olg CaCl2U. Og吐溫80、ImL無機(jī)溶液、0. 5mL維生素溶液和余量的雙 蒸餾水制成；農(nóng)業(yè)廢棄物為麩皮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用白腐真菌共代謝降解芘的方法，其特征在于含 有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中的無機(jī)溶液中MnSO4的濃度為0. 5g/L，NaCl的濃度為Ig/ L，F(xiàn)eSO4 · 7H20 的濃度為 100mg/L, CoSO4 的濃度為 100mg/L, ZnSO4 的濃度為 100mg/L, CuSO4 · 5H20 的濃度為 10mg/L, AlK(SO4)2 的濃度為 10mg/L, H3BO3 的濃度為 10mg/L, NaMoO4 的濃度為10mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用白腐真菌共代謝降解芘的方法，其特征在于含 有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中的維生素溶液中生物素的濃度為2mg/L，葉酸的濃度為2mg/L， 維生素B1的濃度為5mg/L，維生素B2的濃度為5mg/L，維生素B6的濃度為10mg/L，煙酸的濃 度為5mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用白腐真菌共代謝降解芘的方法，其特征在于芘在含 有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中的濃度為10 90mg/L。
全文摘要
一種利用白腐真菌共代謝降解芘的方法，它解決了目前利用生物降解芘的方法只能用于低濃度芘降解的問題。利用白腐真菌共代謝降解芘的方法將芘加入含有白腐真菌的液體培養(yǎng)基中，在28℃、120r/min條件下降解21±1天，即完成芘的生物降解。本發(fā)明方法用于對芘的生物降解。
文檔編號A62D101/20GK102000410SQ20101050973
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者張博, 梁紅, 溫繼偉, 高大文 申請人:東北林業(yè)大學(xué)