CN105879658A - 一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法 - Google Patents

一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，通过先采用斜面培养分别制得米根霉悬浮液和甲醛降解微生物悬浮液，再分别进行接种，之后加入所述过氧化氢酶，最终制得所述丙酮降解剂，明显提高对丙酮的降解速率、降解率和耐受度，并能够适用于对高浓度丙酮的降解，数据显示，利用所述丙酮降解剂在24h内对50ppm的丙酮降解率高达90％以上，24h内对100ppm的丙酮降解率提高为80％以上。

Description

一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法。
背景技术
目前，我国汽车行业已进入飞速发展时期，随着私人购车量的迅速增长，多数汽车还未经过有害气体释放期就直接推入市场，汽车内的有害气体对人体的危害引起了人们足够的重视。
丙酮是汽车内有害气体之一，其主要污染源来自汽车内所使用的塑料、橡胶、织物、皮革、油漆涂料以及粘合剂等。可经呼吸道、消化道和皮肤吸收，会麻痹人体神经系统，危害人体健康。
目前去除丙酮的方法多为吸附法、吸收法等，但这些方法存在稳定性低、药剂量消耗大、费用高、去除率低的缺陷。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种效果好、成本低、去除率高的复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将米根霉和甲醛降解微生物分别经斜面培养后制成米根霉孢子悬浮液和甲醛降解微生物孢子悬浮液；
(2)将步骤(1)所述的米根霉孢子悬浮液和所述的甲醛降解微生物孢子悬浮液分别接种至液体培养基中，之后加入所述过氧化氢酶，经振荡培养，即得所述丙酮降解剂。
所述的液体培养基采用如下方法制得：
(S1)依次称取胰蛋白胨、酵母提取物和氯化钠并控制所述胰蛋白胨、酵母提取物和氯化钠的质量之比为2:1:2，进行充分混合，得到混合物料；
(S2)在搅拌条件下将所述混合物料充分溶解于水，得到混合液，将所述混合液的pH调节至7.0-7.4，之后在15psi高压下蒸汽灭菌21min，即得液体培养基；
(S3)向所述液体培养基中加入丙酮，即得所述含丙酮的液体培养基。
步骤(1)中，所述米根霉孢子悬浮液的孢子浓度为0.1×109～1×109个/mL，所述甲醛降解微生物孢子悬浮液的孢子浓度为0.1×109～1×109个/mL。
步骤(1)中，所述甲醛降解微生物为产碱假单胞菌、恶臭假单胞菌、枯草芽孢杆菌、黄曲霉、黑曲霉中的一种或几种以任意比例组成的混合物。
步骤(2)中，进行接种时，所述的米根霉孢子悬浮液和甲醛降解微生物孢子悬浮液的接种量均为1-10体积％。
步骤(2)中，过氧化氢酶的加入量占所述液体培养基质量的0.1-1质量％。
步骤(2)中，进行所述振荡培养的温度为25～35℃，进行所述振荡培养的时间为12-36h。
在转速为100-200r/min的摇床上进行所述振荡培养。
所述的方法制备得到的复合微生物及生物酶的丙酮降解剂。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，通过先采用斜面培养分别制得米根霉悬浮液和甲醛降解微生物悬浮液，再分别进行接种，之后加入所述过氧化氢酶，最终制得所述丙酮降解剂，对丙酮进行降解的速率高，对丙酮的耐受度高，这是由于本申请发明人在长期研究中发现，仅采用甲醛降解微生物对丙酮进行生物降解时，存在反应速率慢、降解率低、对丙酮的耐受程度低的问题，从而不能适用于高浓度丙酮的降解，数据显示，利用甲醛降解微生物在24h内对50ppm的丙酮降解率低于69％，24h内对100ppm的丙酮降解率低于35％；进一步本申请发明人经过大量创造性劳动发现，通过采用米根霉与甲醛降解微生物进行复配，并加入过氧化氢酶，最终制得所述丙酮降解剂，明显提高对丙酮的降解速率、降解率和耐受度，并能够适用于对高浓度丙酮的降解，数据显示，利用所述丙酮降解剂在24h内对50ppm的丙酮降解率高达90％以上，24h内对100ppm的丙酮降解率提高为80％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。以下实施例中以1重量份代表1g。
下述实施例中所采用甲醛降解微生物来自土壤筛选，以甲醛为单一碳源培养得到，其中，18SrDNA序列与黑曲霉(Aspergillus niger)同源率达99.8％。
米根霉(Rhizopus oryzae)购自中国工业微生物菌种保藏中心。
过氧化氢酶购自Novozymes酶制剂公司。
实施例1
本实施例提供一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将所述米根霉进行斜面培养后制成孢子浓度为0.1×109个/mL的米根霉孢子悬浮液，将所述产碱假单胞菌进行斜面培养后制成孢子浓度为0.1×109个/mL的产碱假单胞菌孢子悬浮液；
(2)依次称取10g胰蛋白胨、5g酵母提取物和10g氯化钠并进行充分混合，得到混合物料，在搅拌条件下将所述混合物料充分溶解于水后，采用氢氧化钠调节pH值至7.0，用水定容至1L，在15psi高压下蒸汽灭菌21min，即得液体培养基；
将步骤(1)所述的米根霉孢子悬浮液和所述的产碱假单胞菌孢子悬浮液分别接种至所述液体培养基中，接种量均为1体积％，之后加入所述过氧化氢酶，并控制过氧化氢酶的加入量占所述液体培养基质量的0.1质量％，在25℃条件下，转速为100r/min的摇床上振荡培养12h，即得所述丙酮降解剂。
实施例2
本实施例提供一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将所述米根霉进行斜面培养后制成孢子浓度为1×109个/mL的米根霉孢子悬浮液，将所述恶臭假单胞菌进行斜面培养后制成孢子浓度为1×109个/mL的恶臭假单胞菌孢子悬浮液；
(2)依次称取10g胰蛋白胨、5g酵母提取物和10g氯化钠并进行充分混合，得到混合物料，在搅拌条件下将所述混合物料充分溶解于水后，采用氢氧化钠调节pH值至7.4，用水定容至1L，在15psi高压下蒸汽灭菌21min，即得液体培养基；
将步骤(1)所述的米根霉孢子悬浮液和所述的恶臭假单胞菌孢子悬浮液分别接种至所述液体培养基中，接种量均为10体积％，之后加入所述过氧化氢酶，并控制过氧化氢酶的加入量占所述液体培养基质量的1质量％，在35℃条件下，转速为200r/min的摇床上振荡培养36h，即得所述丙酮降解剂。
实施例3
本实施例提供一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将所述米根霉进行斜面培养后制成孢子浓度为0.5×109个/mL的米根霉孢子悬浮液，将所述枯草芽孢杆菌进行斜面培养后制成孢子浓度为0.5×109个/mL的枯草芽孢杆菌孢子悬浮液；
(2)依次称取10g胰蛋白胨、5g酵母提取物和10g氯化钠并进行充分混合，得到混合物料，在搅拌条件下将所述混合物料充分溶解于水后，采用氢氧化钠调节pH值至7.2，用水定容至1L，在15psi高压下蒸汽灭菌21min，即得液体培养基；
将步骤(1)所述的米根霉孢子悬浮液和所述的枯草芽孢杆菌孢子悬浮液分别接种至所述液体培养基中，接种量均为5体积％，之后加入所述过氧化氢酶，并控制过氧化氢酶的加入量占所述液体培养基质量的0.5质量％，在30℃条件下，转速为150r/min的摇床上振荡培养24h，即得所述丙酮降解剂。
实施例4
本实施例提供一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将所述米根霉进行斜面培养后制成孢子浓度为1×109个/mL的米根霉孢子悬浮液，将所述黄曲霉进行斜面培养后制成孢子浓度为1×109个/mL的黄曲霉孢子悬浮液；
(2)依次称取10g胰蛋白胨、5g酵母提取物和10g氯化钠并进行充分混合，得到混合物料，在搅拌条件下将所述混合物料充分溶解于水后，采用氢氧化钠调节pH值至7.0，用水定容至1L，在15psi高压下蒸汽灭菌21min，即得液体培养基；
将步骤(1)所述的米根霉孢子悬浮液和所述的黄曲霉孢子悬浮液分别接种至所述液体培养基中，接种量均为5体积％，之后加入所述过氧化氢酶，并控制过氧化氢酶的加入量占所述液体培养基质量的0.5质量％，在30℃条件下，转速为150r/min的摇床上振荡培养24h，即得所述丙酮降解剂。
实施例5
本实施例提供一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将所述米根霉进行斜面培养后制成孢子浓度为1×109个/mL的米根霉孢子悬浮液，将所述黑曲霉进行斜面培养后制成孢子浓度为1×109个/mL的黑曲霉孢子悬浮液；
(2)依次称取10g胰蛋白胨、5g酵母提取物和10g氯化钠并进行充分混合，得到混合物料，在搅拌条件下将所述混合物料充分溶解于水后，采用氢氧化钠调节pH值至7.0，用水定容至1L，在15psi高压下蒸汽灭菌21min，即得液体培养基；
将步骤(1)所述的米根霉孢子悬浮液和所述的黑曲霉孢子悬浮液分别接种至所述液体培养基中，接种量均为5体积％，之后加入所述过氧化氢酶，并控制过氧化氢酶的加入量占所述液体培养基质量的0.5质量％，在30℃条件下，转速为150r/min的摇床上振荡培养24h，即得所述丙酮降解剂。
对比例1
实验步骤同实施例5，不同之处在于：不加入米根霉。
对比例2
实验步骤同实施例5，不同之处在于：不加入过氧化氢酶。
对比例3
实验步骤同实施例5，不同之处在于：不加入米根霉和过氧化氢酶。
实验例
将实施例5、对比例1、对比例2、对比例3制得的丙酮降解剂依次进行编号为A、B、C、D，将丙酮降解剂样品A-D加入初始丙酮浓度C0分别为10、50、100ppm的液体培养基中，并在30℃条件下，转速为150r/min的摇床上进行微生物降解24h，测定降解处理后液体培养基中丙酮浓度C1，并计算降解率，结果见表1。
降解率(％)＝(1-C1/C0)×100。
丙酮浓度采用紫外分光光度法检测，具体如下：
(1)样品蒸馏液的制备：取液体培养基30ml离心后取上清液，置于200ml玻璃蒸馏瓶中，加入30％硫酸0.5ml，为防止蒸气逸出，排出管细的尖端接触收集管底部，底部预先放入少量水，开始时用微火缓缓加热，蒸馏至馏分达到8.0ml时取出，密封混匀，即得样品蒸馏液供测定；
(2)取4.0ml样品蒸馏液，加0.5mol/L盐酸1.0ml，在264nm处测定吸光度值，根据标准曲线算出液体培养基中丙酮浓度C1。
表1-利用不同丙酮降解剂对丙酮进行降解后的降解率
从上表可以看出，本发明所述的丙酮降解剂(样品A)，对50ppm的丙酮降解率高达90％，对100ppm的丙酮降解率高达82％，而对比例1-3制备得到的样品B-D，对10ppm的丙酮降解率尚且可以，但当丙酮浓度为50ppm时，降解率降低为66-70％，当丙酮浓度为100ppm时，丙酮降解率进一步降低为35-55％。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将米根霉和甲醛降解微生物分别经斜面培养后制成米根霉孢子悬浮液和甲醛降解微生物孢子悬浮液；
(2)将步骤(1)所述的米根霉孢子悬浮液和所述的甲醛降解微生物孢子悬浮液分别接种至液体培养基中，之后加入所述过氧化氢酶，经振荡培养，即得所述丙酮降解剂。
2.根据权利要求1所述复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，其特征在于，所述的液体培养基采用如下方法制得：
(S1)依次称取胰蛋白胨、酵母提取物和氯化钠并控制所述胰蛋白胨、酵母提取物和氯化钠的质量之比为2:1:2，进行充分混合，得到混合物料；
(S2)在搅拌条件下将所述混合物料充分溶解于水，得到混合液，将所述混合液的pH调节至7.0-7.4，之后在15psi高压下蒸汽灭菌21min，即得液体培养基；
(S3)向所述液体培养基中加入丙酮，即得所述含丙酮的液体培养基。
3.根据权利要求1所述复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述米根霉孢子悬浮液的孢子浓度为0.1×109～1×109个/mL，所述甲醛降解微生物孢子悬浮液的孢子浓度为0.1×109～1×109个/mL。
4.根据权利要求1所述复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述甲醛降解微生物为产碱假单胞菌、恶臭假单胞菌、枯草芽孢杆菌、黄曲霉、黑曲霉中的一种或几种以任意比例组成的混合物。
5.根据权利要求1所述复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，进行接种时，所述的米根霉孢子悬浮液和甲醛降解微生物孢子悬浮液的接种量均为1-10体积％。
6.根据权利要求1所述复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，过氧化氢酶的加入量占所述液体培养基质量的0.1-1质量％。
7.根据权利要求1所述复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，进行所述振荡培养的温度为25～35℃，进行所述振荡培养的时间为12-36h。
8.根据权利要求7所述复合微生物及生物酶的丙酮降解剂的制备方法，其特征在于，在转速为100-200r/min的摇床上进行所述振荡培养。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法制备得到的复合微生物及生物酶的丙酮降解剂。
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