一種固定化藻毒素降解菌的制備方法及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種固定化藻毒素降解菌的制備方法及其應用，固定化藻毒素降解菌選用活性碳纖維作為固定化材料，所述固定化材料經過洗滌、煮沸、鹽酸浸泡及烘干等預處理步驟后，按一定的比值加入到LB培養基中，然后再接種降解微囊藻毒素菌株，進行固定化培養得到固定化藻毒素降解菌，本發明固定化藻毒素降解菌在應用中，活性炭纖維吸附藻毒素的同時，固定在活性炭纖維上的藻毒素降解菌可以降解藻毒素，可大幅度縮短降解MCs的時間，同時可對活性炭纖維進行生物再生。本發明降解微囊藻毒素的菌株，對?MC-LR?的降解率可達到?91%以上。尤其適用于對藍藻水華提取藻膽蛋白過程中產生的微囊藻毒素降解。
【專利說明】一種固定化藻毒素降解菌的制備方法及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及水處理、環境污染治理領域，特別是一種用于通過生物化學方法去除藍藻水華提取藻膽蛋白過程中產生的微囊藻毒素的固定化藻毒素降解菌及其制備方法。
【背景技術】
[0002]近幾年，巢湖每年都暴發以銅綠微囊藻為主的“水華”，有時達到數公分厚，腐敗分解后，發出惡臭，嚴重破壞水體及周圍環境，為消除巢湖藍藻污染，大量的藍藻被打撈上來，打撈上來的藍藻的資源化利用已成為重點研究課題。水華藍藻中含有豐富的藻藍蛋白，藻藍蛋白是一種寶石藍色的天然色素，被廣泛應用于食品，飲料，醫藥，化妝品行業，但是目前國內外主要從淡水養殖的螺旋藻中提取藻藍蛋白，其成本昂貴，限制了藻藍蛋白的應用發展。同時，由于巢湖爆發的水華藍藻以銅綠微囊藻為主，銅綠微囊藻中含有微囊藻毒素，雖然微囊藻毒素存在于細胞內，但從藍藻中提取藻藍蛋白必須破壁，一旦破裂微囊藻毒素就釋放到水體中，微囊藻毒素性質穩定，是一種致肝癌毒素，對人體具有極大的危害。因此利用藍藻提取藻藍蛋白的工業化生產必須將微囊藻毒素去除。
[0003]目前微囊藻毒素的去除方法主要有物理方法，化學方法等，MCs(微囊藻毒素)為環狀七肽化合物，具有間隔雙鍵，結構穩定，傳統的水處理工藝很難將其從水中去除。目前消除水體中微囊藻毒素的方法主要有活性炭吸附、光降解與光催化氧化、化學氧化、膜過濾、生物降解等技術。但物理法和化學法在實際應用中各自存在著一定的局限性，如化學氧化法會產生二次污染，膜過濾法的成本較高等。
【發明內容】
[0004]本發明的目的主要在于提供一種固定化藻毒素降解菌的制備方法及其應用，該固定化藻毒素降解菌不僅成本低、而且對微囊藻毒素降解徹底，特別是對藍藻水華提取藻膽蛋白過程中產生的微囊藻毒.素降解效果尤為明顯。
[0005]為達到上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0006]一種固定化藻毒素降解菌的制備方法，其特點在于包括如下步驟:
[0007]I)固定化載體制備:以活性炭纖維作為固定化載體，所述活性炭纖維預處理步驟為:將活性炭纖維材料用超純水輕輕蕩洗除去雜質，放入燒杯中，加入超純水煮沸l.0h，然后使用質量濃度10%的鹽酸浸泡24h，取出，用超純水洗至中性后放入烘箱，在140°C溫度下烘至恒重，取出，置于干燥密閉容器中待用；
[0008]2)固定化藻毒素降解菌制備:選用LB培養基為降解微囊藻毒素菌的營養培養基；按2.0-10g/L比例向LB培養基加入經步驟2)處理的活性炭纖維材料，在121°C高溫下滅菌20min，待溫度降至室溫，接種可降解微囊藻毒素的菌株，于搖床中培養3d，搖床轉速150r/min,溫度為30°C，待菌種充分固定在活性炭纖維材料上后，取出，用PBS緩沖液洗滌，即得固定化藻毒素降解菌。
[0009]本發明所述可降解微囊藻毒素的菌株，選自保藏號為CCTCC M 2013265的菌株。[0010]本發明另一目的是保護按上述方法制備獲得的固定化藻毒素降解菌在藍藻水華藻膽蛋白提取純化過程中去除微囊藻毒素的應用。
[0011]與已有技術相比，本發明有益效果體現在:
[0012]1、本發明固定化藻毒素降解菌選用活性碳纖維作為固定化材料，將該菌株進行固定化培養，活性炭纖維吸附藻毒素的同時，固定在活性炭纖維上的藻毒素降解菌可以降解藻毒素，可大幅度增加微囊藻毒素的降解率，提高藻毒素降解菌對不利因素的耐受性，同時對活性炭纖維進行生物再生。
[0013]2、本發明采用活性碳纖維作為降解菌的載體，由于活性炭纖維具有發達的微孔結構、優異的吸附性能、較高的機械強度和良好的生物相容性，因此由該載體制備的固定化藻毒素降解菌具有微生物密度高、反應迅速、微生物流失少等優點。
[0014]3、本發明從巢湖沉積物中篩選出一株能夠降解微囊藻毒素的菌株，經鑒定屬于臘狀芽孢桿菌，用該菌株制備得到的固定化藻毒素降解菌對MC-LR (微囊藻毒素-LR)的降解率達到90%以上。
[0015]本發明使用的可降解微囊藻毒素的菌株是從巢湖沉積物中篩選得到，其名稱為臘狀芽孢桿菌M9 ;保藏號:CCTCC NO: M2013265 ;保藏單位:中國典型培養物保藏中心；保藏日期:2013年6月16日；保藏地址:中國武漢大學
【具體實施方式】
[0016]以下通過具體實施例對本發明技術方案做進一步解釋說明。
[0017]以下實施例中的活性炭纖維比表面積為1600-1800 m2/g ;降解菌為保藏號為CCTCC M 2013265 的菌株。
[0018]實施例1:固定 化藻毒素降解菌的制備
[0019]第一步:固定化載體——活性炭纖維預處理:活性炭纖維材料用超純水輕輕蕩洗若干遍以除去附著雜質，放入燒杯中，加入超純水煮沸1.0h，然后使用質量濃度10%鹽酸浸泡過夜，取出，用超純水洗至中性后放入烘箱，在140°c溫度下烘至恒重，取出，置于干燥密閉容器中待用。
[0020]第二步:固定化藻毒素降解菌:配置營養培養基，營養培養基選用LB培養基，其組成為胰蛋白胨10.0g，酵母提取物5.0g，氯化鈉10.0g，蒸餾水lOOOmL，調節pH為7.0 ;稱取一定質量(按10g/L的比例)的已經過第一步處理的活性炭纖維材料加入該營養培養基中，在121°C高溫下滅菌20min，待溫度降至室溫，接種藻毒素降解菌，接種量為10%，于搖床中培養3d，搖床轉速150r/min，溫度為30°C，待菌種充分固定在活性炭纖維材料上后，取出，用PBS緩沖液洗滌，即得固定化藻毒素降解菌。
[0021]第三步:將固定化藻毒素降解菌加入含有藻毒素的水樣中，定時取樣測量處理效果O
[0022]實施例2固定化藻毒素降解菌在藍藻水華藻膽蛋白提取純化過程中去除微囊藻毒素的應用。
[0023]I)從富營養化水體中采集打撈藍藻，經過凍融，鹽析，雙水相萃取，超濾濃縮純化得到藻藍蛋白，采用固相萃取一高效液相色譜法測定藻藍蛋白提取純化過程中的廢液，廢渣中所含微囊藻毒素的含量，檢測結果顯示微囊藻毒素主要存在于超濾的濾出液中，且濃度很高，其中MC-LR達到11.2mg/L。
[0024]2)將實施例1所得的固定化藻毒素降解菌加入步驟I)中含有微囊藻毒素-LR的超濾液中，3d后取樣測量處理效果。結果如下:
[0025]1、不同活性炭纖維用量制備的固定化藻毒素降解菌對微囊藻毒素-LR的去除效果
[0026]測試水樣:微囊藻毒素-LR初始濃度為6.8mg/L, pH值為8，溫度30°C。
[0027]當活性炭纖維用量用量為2.0 g/L -10.0 g/L時，微囊藻毒素-LR去除率隨著活性炭纖維用量的增加而上升(77.3% -92.9%);當用量多于10.0g/L后，微囊藻毒素-LR去除率開始呈下降趨勢。
[0028]2、不同pH條件下固定化藻毒素降解菌對微囊藻毒素-LR的去除效果
[0029]固定化藻毒素降解菌:活性炭纖維用量10g/L
[0030]測試水樣:微囊藻毒素-LR初始濃度為6.8mg/L，溫度30°C。
[0031]當pH為5-9時，固定化藻毒素降解菌的藻毒素去除率為87.2%_91.1% ;在酸性條件下，固定化菌的藻毒素降解活性依然較高，微囊藻毒素-LR去除率依然保持在較高水平，當PH為8時，固定化藻毒素菌的微囊藻毒素-LR去除率達到到最高值91.1%。
[0032]3、不同溫度條件下固定化藻毒素降解菌對微囊藻毒素-LR的去除效果
[0033]固定化藻毒素降解菌:活性炭纖維用量10g/L.[0034]測試水樣:微囊藻毒素-LR初始濃度為6.8mg/L, pH值為8。
[0035]當溫度在10_35°C時，固定化藻毒素降解菌受溫度的影響較小，對微囊藻毒素-LR的去除率則為79.1-92.7%，在低溫條件下，固定化菌組的微囊藻毒素-LR降解活性依然較高，微囊藻毒素-LR去除率依然保持在較高水平。
[0036]4、不同藻毒素初始濃度下固定化藻毒素降解菌對藻毒素的去除效果
[0037]固定化藻毒素降解菌:活性炭纖維用量10g/L
[0038]測試水樣:溫度35 °C，pH值為8。
[0039]當藻毒素初始濃度為1.7-13.6 g/L時，固定化藻毒素降解菌的去除率為78.8%-93.6%，且藻毒素去除率隨著藻毒素濃度的升高而呈總體上升趨勢。
【權利要求】
1.一種固定化藻毒素降解菌的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 1)固定化載體制備:以活性炭纖維作為固定化載體，所述活性炭纖維預處理步驟為:將活性炭纖維材料用超純水輕輕蕩洗除去雜質，放入燒杯中，加入超純水煮沸1.0h，然后使用質量濃度10%的鹽酸浸泡24h，取出，用超純水洗至中性后放入烘箱，在140°C溫度下烘至恒重，取出，置于干燥密閉容器中待用； 2)固定化藻毒素降解菌制備:選用LB培養基為降解微囊藻毒素菌的營養培養基；按2.0-10g/L比例向LB培養基加入經步驟2)處理的活性炭纖維材料，在121°C高溫下滅菌20min，待溫度降至室溫，接種可降解微囊藻毒素的菌株，于搖床中培養3d，搖床轉速150r/min,溫度為30°C，待菌種充分固定在活性炭纖維材料上后，取出，用PBS緩沖液洗滌，即得固定化藻毒素降解菌。
2.根據權利要求1所述的一種固定化藻毒素降解菌的制備方法，其特征在于，其特征在于，所述可降解微囊藻毒素的菌株其保藏號為=CCTCC M 2013265。
3.按權利要求1或2方法制備獲得的固定化藻毒素降解菌在藍藻水華藻膽蛋白提取純化過程中去除微囊藻毒素的應用。
【文檔編號】C12N11/14GK103436518SQ201310299001
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月15日 優先權日:2013年7月15日
【發明者】李玉成, 袁媛, 吳涓, 王寧 申請人:安徽大學