CN102160920A

CN102160920A - 一种新型的有机物及其毒害物降解转化的生物材料

Info

Publication number: CN102160920A
Application number: CN2011100400922A
Authority: CN
Inventors: 郝炜; 郝阳帆
Original assignee: SHANGHAI JUZHIYUAN BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI JUZHIYUAN BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2011-08-24

Abstract

一种能通过简单便捷的发酵法将有机物及其毒害物降解转化的新型生物材料。其是以有自主知识产权的微生物Haitobacter sufflavus Tih-w37及其酶为主的，以无机盐硫酸氨、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、硫酸镁为重要成分的，按一定比例调制而成的生物材料；通过该生物材料和有机物及其有机毒物进行混合进行液体发酵降解转化的生物技术。适用范围是有机物及其毒害废物，包括糖类，脂类，醇醚类，羧酸类、芳香类等，如对甲苯磺酰氯，苯甲酸，甲基氯化物，甲醇，乙醇，汽油等。生物材料，在简单器穴里，加水稀释十倍左右，然后按一定比例加需要转化的有机物或直接将生物材料按一定比例加入需转化的有机液中。在适当条件下，通过好氧液体发酵10余小时，即可将有机物及其毒物降解转化。

Description

一种新型的有机物及其毒害物降解转化的生物材料

本生物材料是一种便易地通过发酵方法将有机物及其毒害物降解转化的新型生物材料。本材料适用范围广泛，适用大多有机物及其毒害物，为食物资源、生态环境、生物技术、基础科学研究提供了一新的途径或领域。

一、所属领域

本发明是一种新型有机物及其毒害物降解的生物材料，在环境污染治理、蛋白资源开发、生物肥料、医药技术、新型生物技术开发、基础科学研究方面具有广阔的应用前景。

二、技术背景

众所周知，难降解有机物、挥发性有机毒害物污染给人类带来了无限的烦恼和灾害，环境问题直接危害着人类生存安全。比如，随着工农业生产的快速发展，进入环境中的有毒有害有机化合物越来越多，给生态环境造成了严重的污染。农药在提高单位面积产量中的作用仍是不能代替的，是现阶段高效农业发展的必由之路。大量事实证明，化学农药的广泛使用已成为影响人类身体健康和环境污染的重要因素之一。农药进入环境后，不仅会停留在蔬菜水果的表面直接进入人体内，而且会不断地从施药区向四周扩散，导致对水、大气、土壤及生物产生污染和危害，影响周围环境的安全。特别是一些难降解的芳香类化合物，甲基氯化物等给农、渔业环境及其产品安全造成难以克服的重大问题，给人类赖以生存的环境形成极大的威胁。从鱼类及其他食品中检测出超标有害物的事例很多，已证明很多动植物不具备分解和转化这些毒害物的能力，给人类赖以生存的环境已形成极大的威胁；与此同时，水产养殖中各种莫名其妙的毒害物使养殖生物一夜之间发病死亡的事情时有发生，给养殖业带来巨大经济损失。利用微生物及其酶对环境有害物进行广泛的生物降解、转化的生物技术，成为治理环境有毒有害有机化合物污染、加速生态修复、保证健康养殖的重要手段。

人们一直竭力寻求生物易降解有机材料和各种降解微生物。但已有技术适用对象狭窄，条件苛刻，成本高，效果缓慢。国内外利用微生物及其酶修复环境污染、保持农林牧渔安全生产的研究有不少的报道，但真正能应用于实际中的还远远不够。其中除实用性和效果外，还有实际应用的经济效益。环境问题越来越成为社会关注的焦点，健康养殖已成为牵动千家万户的课题，迫切需要开发新型高效、便捷、经济、环保的治理技术和产品。另一方面，随着人们生活水平的提高，高品质高附加值健康食品越来越受到人们的追求。因此，开发既能降解转化有毒有害物，又能给养殖生物提供营养物的生物技术和产品，对现代化农业发展具有重要意义。

目前，各级政府出台强硬措施，大力实施节能减排。体现了环境污染的严峻形势，迫切需求开发新型高效、便捷的污染治理技术和产品。生物技术在应用中，条件温和，二次污染少。因此，二十一世纪被称为生物世纪，人们期待着造福人类的新型生物材料、生物技术问世，把地球变得更绿、更人性化。

三、发明内容

名称：一种新型的有机物及其毒害物降解转化的生物材料。

外观：液体或固体

功能：本发明的目的是提供一种微生物、酶及无机盐复配而成的新型生物材料通过发酵，可便捷地将许多有机物及其毒害物降解转化。一般微生物只能适用很少几种有机物为碳源，而本材料适用范围广泛，包括大多有机物及其毒害物，比如，防腐剂苯甲酸、消毒杀菌剂乙醇等均适用。

使用该材料时，将该制剂直接撒入需处理的对象中，在一定温度(3-40℃)、pH(4.0-10.0)及有氧条件下，经过一段时间后，有机物及其有毒害物就会被降解转化。

适用范围：有机物，如糖类，脂类，醇醚类，羧酸类、芳香类等；甚至有毒物，如对甲苯磺酰氯，苯甲酸，甲基氯化物，甲醇，乙醇，汽油，敌敌畏等。结果的检测方法

检测方法采用以下几种方法：1)通过紫外分光光度计测量微生物的光密度OD(optical delnsity)值变化，衡量菌体增殖状态；2)通过核磁共振氢谱(¹H NMR)或核磁共振碳谱(¹³C)分析被降解物的分解；3)通过被降解物的物理性状变化，或者通过CODcr的变化判断。

使用的优选条件为：温度30℃，pH值为7.0；有机物浓度在20g/L时，可以1∶10比例使用；具体使用按有机物浓度调整比例，一般使用比例可在1∶10和1∶10⁶间使用。

特点：1)使用方便；降解效率高；2)适用广泛，实用性强；3)发挥作用条件宽松，产业化前景广阔。

四、材料构成

本生物材料主要由微生物、酶、无机盐组成；

重要微生物：Haitobacter sufflavus Tih-w37，于2004年9月在《中国典型培养物保藏中心》进行了保藏，保藏编号：CCTCC NO：M204056。

无机盐(g/L)：硫酸氨(2.0g)，磷酸盐(如磷酸二氢钾(3.16g)、磷酸氢二钠(3.18g))，硫酸镁(1.16g)及微量元素培养基；

主要酶：通过Haitobacter sufflavus Tih-w37和无机盐发酵制得；

构成法：将无机盐培养基、微生物及酶(5～100ml/L)调制复配而成。

五、具体实施方式

将新型生物材料加水稀释十倍左右，然后加需要转化的有机物(有机物量随有机物不同而易，如3-6％等)或直接将生物材料按相对应的比例加入需转化的有机液中。在相应条件如pH为7、温度30℃、需氧条件下进行液体发酵，即可以将有机物或毒物降解转化。

发酵设备设施没有特别要求，只要有氧、有水，无论池塘、河流、湖泊，还是容器、水穴、生体等都可以作为发酵场所进行发酵。

工艺参数最佳范围操作范围

温度 30℃ 0～40℃

pH值 6.5～7.5 4.0～9.0

剂量 1∶10 1∶5～1∶10⁶

六、具体实例：

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解，这些实施例仅用于本发明而不用于限制本发明的范围；此外应理解，在阅读了本发明叙述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例一

乙醇、蔗糖实例：用量筒取液体新型生物材料10ml，倒入300ml三角锥形瓶中，加水稀释十倍成100ml，并进行120℃、20分钟的灭菌。冷却后的培养基，加0.8ml菌酶液(菌种+酶+水)。按上述方法配制两份，分别按3％的比例加入乙醇3ml和2％的比例加入蔗糖2g。然后将它们在pH为7、温度30℃、需氧条件下，进行液体发酵，随时间段测量其增长的O.D.值。可以看到随时间的推移(乙醇76h、蔗糖25h)，液体变得越来越变为乳白色、混浊，O.D.值增大(见附图)、乙醇气味消失；进一步通过核磁共振氢谱(¹H NMR)的空白对照确认乙醇的降解转化。

实施例二

甲基氯化物实例：用量筒量取液体新型生物材料50ml，倒入装有450ml的CODcr为2.8947x10⁴mg/L的甲基氯化物溶液的1000ml玻璃瓶容器中，加5ml菌酶液(菌种+酶+水)。按上述方法配制两份，分别在pH为7、温度30℃、需氧条件下，进行液体发酵；可以看到随时间的推移(20h)，恶臭气味逐渐消失，液体变为乳白混浊液，然后去测其CODcr值。结果是其中一份CODcr降为7.5x10³mg/L，另一份降为9.2x10³mg/L，平均比原来减少了2.0643x10⁴mg/L。

实施例三

苯甲酸实例：用量筒量取液体新型生物材料10ml，倒入300ml三角锥形瓶中，加水稀释十倍成100ml，并进行120℃、20分钟的灭菌。冷却后的培养基，加0.8ml菌酶液(菌种+酶+水)，然后按1％的比例加入对苯甲酸1.0g。在pH为7、温度30℃、需氧条件下，进行液体发酵，随时间段测量其增长的O.D.值。可以看到随时间的推移(250h)，液体变得越来越变为混浊，O.D.值增大(见附图)、苯甲酸气味消失；进一步通过核磁共振氢谱(¹H NMR)的空白对照确认苯甲酸的降解转化。

具体实施图示例证，附图

附图说明如下：

附图是生物材料发酵降解转化乙醇、蔗糖、苯甲酸的菌体增长的O.D.值图。实施条件：温度30℃、pH值7.0、无机盐培养基水稀释1∶10，菌酶液8ml/kg。

Claims

1.一种生物，主要是由微生物Haitobacter sufflavus Tih-w37，无机盐硫酸氨、磷酸钾盐、硫酸镁以及微生物Haitobacter sufflavus Tih-w37发酵酶按一定比例调制复合而成的、在适合条件下，通过和有机化合物进行混合、液体发酵对有机物进行降解转化的新型生物材料。其特征是：有自主知识产权的微生物Haitobacter sufflavus Tih-w37及其酶，在相应无机盐和有机物及其毒害物中发酵降解转化的特殊功能。

2.根据权利要求1所述的生物材料，其特征是：以有自主知识产权的微生物Haitobacter sufflavus Tih-w37及其酶为主的，在和主要无机盐硫酸氨、磷酸盐、硫酸镁按一定比例调制而成的各种形式的生物材料；并通过该生物材料和有机物，实现液体发酵的降解转化的生物技术。

3.根据权利要求1所述的生物材料，其特征是：生物材料在将有机物进行混合进行液体发酵时，所生产的发酵液及其相应产物属于本公司新的生物材料资源。

4.根据权利要求1所述的生物材料，其特征是：生物材料降解转化有机物中，适用范围包括大多有机物：糖类，脂类，醇醚类，羧酸类、芳香类等，如对甲苯磺酰氯，甲基氯化物，苯甲酸，甲醇，乙醇，汽油等。

5.根据权利要求1所述的生物材料，其特征是：生物材料在降解转化有机化合物时，生物材料的解毒过程为生物材料的特别功能，即解毒剂效力。

6.根据权利要求1所述的生物材料，其特征是：生物材料在降解转化有机物时，对环境的美化、污染的治理所发挥的效益，属于生物材料的相应环境生物技术。