CN102533562A

CN102533562A - 米根霉ty gf1菌株及其在降解餐饮废水中高浓度油脂的应用

Info

Publication number: CN102533562A
Application number: CN2011103022742A
Authority: CN
Inventors: 吴福安; 王俊; 方水琴; 陈明胜; 邱宁; 黎忠健; 张艳东; 梁垚; 姜星; 孙国霞
Original assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2012-07-04

Abstract

一株米根霉菌株(Rhizopus oryzae)TY GF1菌株，保藏日期为2010年12月20日，保藏登记号为CGMCC No.4490。米根霉TY.GF1菌株在高效降解餐饮废水中高浓度油脂的应用。

Description

米根霉TY GF1菌株及其在降解餐饮废水中高浓度油脂的应用

技术领域

本发明涉及一株米根霉TY GF1及其在降解餐饮废水中高浓度油脂的应用。

背景技术

现有技术：餐饮油脂废水是指餐厅、食堂、酒店等餐饮单位排放的未经处理的含有高动植物油脂、高有机物浓度废水。在广大的城镇，餐厅、食堂、酒店等餐饮单位日常经营所产生的餐饮油脂废水绝大部分未经正常的处理就直接排放到水体，给环境造成严重的威胁。据统计，我国现有400多万家大小餐饮单位，每年排放2000多万吨餐饮油脂废水，且随着经济的发展，人们生活不断的改善，近几年，餐饮产业以每年10％速度递增。而餐饮油脂废水的达标排放处理相对滞后，大量的废水直接排入城市下水管网，造成严重的环境污染。因此，近年来人们已经开始越来越多地关注到餐饮油脂废水的生物净化及循环利用。

目前，对于餐饮油脂废水的处理主要有物理法、化学法和生物法。物理法有筛滤、沉淀、隔油等，化学法有絮凝、吸附、电解等，这些方法一般投资大、流程复杂、且化学方法会产生二次污染。相比之下，微生物能利用油脂作为生长的碳源和能源，使之水解成甘油和脂肪酸，最终降解为水和CO₂等代谢产物。此法成本低、无二次污染，是极具发展前景的油脂废水处理方法。

微生物能够降解餐饮废水中的油脂，这主要是由于其利用油脂作为碳源产生胞内或胞外的脂肪酶，水解三酰甘油酯为脂肪酸、二酸甘油酯、单酸甘油酯及甘油，其天然底物一般是不溶于水的长链脂肪酸酰基酯，特点是在油水界面起催化作用。微生物脂肪酶种类多，具有比动植物脂肪酶更广的作用pH、作用温度，所以微生物是脂肪酶的一个重要来源，其中根霉属(Rhizopus sp.)微生物是脂肪酶的重要生产菌。根霉属脂肪酶大多具有高度的1、3位置专一性和立体选择性，在酯类合成及降解油脂等方面具有很高的应用价值，越来越受到研究者的关注。因此，寻找一株能够高效产脂肪酶的菌株，且能够高效降解餐饮废水中的油脂就显得十分迫切和必要。

目前采用生物法降解餐饮油脂废水的报道较多，Kwaku等(1999)报道了15种分离菌混合培养液用于降解废水中高浓度动植物油脂，在油脂浓度高达 50g/L以上，对橄榄油最高降解率为73％，但培养接种液及降解时间总共消耗了240h，大大降低了降解效率，且菌种之间的副产物对其他菌种具有一定的毒性作用；Axel等(2005)报道了一种新的降解粗油的细菌Nocardioides oleivorans sp.Nov，Michail等(2007)报道了降解石油烃类的海洋细菌，但并未对降解率做一步的研究；Hitoshi等(2008)报道了细菌群降解油脂废水时降解率达到80％，但降解时间需要2周；刘婕等(2010)报道了芽孢杆菌在初始油脂质量浓度为5g/L，在48h内油脂去除率为97.3％；Sari等(2011)报道了烷烃羟化酶基因的表达与指导细菌降解油污不是足够相关联。然而，对于米根霉快速高效降解高浓度油脂还未见报道。

虽然目前现有的油脂降解菌株能够有效的降解餐饮油脂废水，但其仅限于低浓度的餐饮油脂废水，使得油脂降解菌株的作用范围缩小，使得油脂降解菌株的效率得不到提高，进而在实际应用中具有一定的局限性。而浓度高的油脂对一般的油脂降解菌株又具有一定的毒性，且采用混合菌株群降解高浓度油脂的过程非常长，效率低。因此，获得一株能够快速降解餐饮废水中高浓度油脂，这对于环境净化和水循环利用具有十分重要的意义。

发明内容

解决的技术问题：针对以上问题，本发明提供一株桑根腐病致病菌米根霉TY GF1及其在降解餐饮油脂废水中的应用，该米根霉所产生的脂肪酶能够高效的降解餐饮油脂。

技术方案：一株米根霉(Rhizopus oryzae)TY GF1菌株，保藏日期为2010年12月20日，保藏登记号为CGMCC No.4490。米根霉TY.GF1的筛选及降解餐饮油脂废水条件优化。在温度25～40℃的培养基中接菌，摇瓶培养1～2天，转速120～200rpm，所述培养基的pH 5.0～7.0，每升培养基中：大豆油5～20g、蛋白胨20～70g、氯化钠0.8～1.4g、七水合硫酸镁0.7～1.3g、磷酸二氢钾0.8～1.4g；将培养的发酵混合液减压抽滤，并用石油醚冲洗菌丝体，然后用石油醚萃取发酵液中剩余的油脂，萃取的溶液在紫外分光光度计下检测。

有益效果：本发明的微生物分类命名为米根霉(Rhizopus oryzae)TY GF1菌株，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称CGMCC，保藏单位地址：中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。保藏编号是：CGMCC No.4490，保藏时间是2010年12月20日。

筛选过程通过组织分离法，结合初筛和复筛得到的优势菌落，将得到的优势菌落建立快速诱导产脂肪酶和降解餐饮油脂废水反应体系。所筛选得到的米根霉是一种好气性、易培养、产多种复合酶的真菌，生长速度快，繁殖力强，产酶效率高。

米根霉TY GF1系从桑根腐病发病部位中分离得到，观察分析了该菌形态特征、培养特征、生理特性及代谢特征，结果表明该菌株具有以下特征：(1)形态学特征：在32℃恒温条件下，TY GF1在PDA首先长出白色气生菌丝，呈棉絮状，菌落无定形，随后菌落转为灰黑色，病原菌2d内长满整个平板。TY GF1的孢子形态特征，有小刺球形孢子囊，有假根，孢子囊球形或近球形，深褐色，孢囊孢子呈卵形或球形或近似球形，大小不等，淡褐色(2)培养特征：利用标准PDA培养基，与优化产酶培养基均能正常生长，(3)生理特征：对碳源、氮源及温度有广泛的适应性，易培养；(4)代谢特征：在一定浓度的诱导物诱导下，其在25～40℃之间均能产生脂肪酶。(5)

扩增菌株的18S rDNA及ITS(internal transcribed space)序列，并分别构建进化树，构建进化树显示菌株TY.GF1与米根霉聚为一个分支。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，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1

本实施例说明米根霉(Rhizopus oryzae)TY GF1的筛选过程。

采用组织分离法，用干净的小刀去除病根表面上腐烂的组织，并拨开其表皮，然后将病根切成4-5mm的小块，用70％vt酒精浸泡几秒钟，再在0.1％wt酸性氯化汞水溶液中浸泡2-3分钟，然后用灭菌水冲洗3次，每次2-3min，最后将其移置在PDA培养基上于28℃条件下培养。挑取PDA平板上的优势菌落，进行纯培养，编号为TY.GF1。

将斜面上生长比较好的菌体转接到种子培养基中，种子培养基每升：葡萄糖80g、氯化铵2.0g、磷酸二氢钠0.3g、磷酸二氢钾0.3g、七水合硫酸镁0.25、七水合硫酸锌0.05g，在接入菌体的同时加入无菌碳酸钙10g，温度35℃，摇瓶培养24h，转速180rpm。将制备好的菌丝球种子转接到餐饮油脂废水液体培养基中，每升培养基中：蛋白胨70g、大豆油20g、氯化钠1.2g、七水合硫酸镁0.5g、磷酸二氢钾1.2g；在温度35℃的培养基中接菌，摇瓶培养36h，转速130rpm，所述培养基的pH 6.0，将培养的发酵混合液减压抽滤，并用石油醚冲洗菌丝体，然后用石油醚萃取发酵液中剩余的油脂，萃取的溶液在波长230nm下检测含油量。

实施例2

本实施例说明了米根霉(Rhizopus oryzae)TY GF1菌株降解5g/L大豆油脂废水的降解率，其中蛋白胨为20g/L。

每升培养基中：大豆油5g、蛋白胨20g、氯化钠1.2g、七水合硫酸镁0.5g、磷酸二氢钾1.2g，pH 6.0，将培养好的菌丝球种子以3％(体积比)接种量接种于培养基中，于温度35℃好气培养36h，将培养的发酵混合液减压抽滤，并用石油醚冲洗菌丝体，然后用石油醚萃取发酵液中剩余的油脂，萃取的溶液在紫外分光光度计下检测。经测定，降解率为95.6％。

实施例3

本实施例的方法与实施例2相同，改变所用方法参数：

每升培养基中：大豆油10g、蛋白胨50g、氯化钠1.2g、七水合硫酸镁0.5g、磷酸二氢钾1.2g，pH 6.0，将培养好的菌丝球种子以3％(体积比)接种量接种于培养基中，于温度35℃好气培养36h，将培养的发酵混合液减压抽滤，并用石油醚冲洗菌丝体，然后用石油醚萃取发酵液中剩余的油脂，萃取的溶液在紫外分光光度计下检测。经测定，降解率为88.25％。

实施例4

本实施例的方法与实施例2相同，改变所用方法参数。

每升培养基中：大豆油20g、蛋白胨70g、硝酸钠1.2g、七水合硫酸镁0.5g、磷酸二氢钾1.2g，pH 6.0，将培养好的菌丝球种子以3％(体积比)接种量接种于培养基中，于温度35℃好气培养36h，将培养的发酵混合液减压抽滤，并用石油醚冲洗菌丝体，然后用石油醚萃取发酵液中剩余的油脂，萃取的溶液在紫外分光光度计下检测。经测定，降解率为87.88％。

Claims

1.一株米根霉(Rhizopus oryzae)TY GF1菌株，其特征在于：保藏日期为2010年12月20日，保藏登记号为CGMCC No.4490。

2.根据权利要求1所述的米根霉(Rhizopus oryzae)TY GF1菌株在降解餐饮废水中高浓度油脂的应用。

3.根据权利要求2所述米根霉(Rhizopus oryzae)TY GF1菌株在降解餐饮废水中高浓度油脂的应用，其特征在于：

a.利用米根霉(Rhizopus oryzae)TY GF1进行制备菌丝球种子，种子培养基每升：葡萄糖60～80g、氯化铵1～3g、磷酸二氢钠0.2～0.6、磷酸二氢钾0.2～0.5g、七水合硫酸镁0.2～0.3、七水合硫酸锌0.02～0.08，在接入菌体的同时加入无菌碳酸钙10g，温度30～37℃，摇瓶培养22～26h，转速180～210rpm。

b.将制备好的菌丝球种子转接到餐饮油脂废水中，摇瓶培养1～2天，转速120～200rpm，温度25～40℃所述餐饮油脂废水的pH 5.0～7.0，每升餐饮油脂废水中：大豆油5～20g、蛋白胨20～70g、氯化钠0.8～1.4g、七水合硫酸镁0.7～1.3g、磷酸二氢钾0.8～1.4g。