CN110699296A - 一种铁还原复合菌剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁还原复合菌剂及其应用。本发明所述复合菌剂包括阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌和假单胞菌。本发明复合菌剂具有Fe3+还原率高、绿色无污染、低耗高产磁性材料等优点。本发明的菌剂具有较强的Fe3+还原能力，能将Fe3+离子还原成Fe2+离子，并可矿化产生磁铁矿(Fe3O4)、磁赤铁矿(γ‑Fe2O3)赤铁矿(α‑Fe2O3)等矿物，在磁性材料的生产方面具有潜在的应用价值。

Description

一种铁还原复合菌剂及其应用
技术领域
本发明属于菌株技术领域，尤其涉及一种铁还原复合菌剂及其应用。
背景技术
我国磁铁矿资源多而不富，主要包括磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿，大多以中低品位矿为主。在已发现的磁铁矿中，富矿资源储量只占1.8％，而贫矿储量占47.6％。存在中小矿多，大矿少，特大矿更少资源困乏的问题。与此同时，矿石类型复杂，难选矿和多组分共生矿所占比重大。难选赤铁矿和多组分共生磁铁矿石储量各占全国总储量的1/3。随着分离和应用技术的提高，这些共生组分将得到充分的综合回收利用。有些磁矿有用组分嵌布粒度细，或者与有害组分嵌布紧密，难以选别回收，造成磁铁矿物选矿回收率低，大量有用组分流失到尾矿中。有些以中低品位为主但易采易选的磁铁矿矿床，其中夹有大量边际效益的低品位矿石，早期的赤铁矿选矿一般多采用重选工艺，主要有跳汰机、离心选矿机、螺旋溜槽、螺旋选矿机、摇床等，由于其选矿处理能力小，选矿品位低、回收率低而逐渐被淘汰。后来赤铁矿选矿发展了浮选工艺和强磁选工艺，主要以氧化石蜡皂为捕收剂的正浮选工艺和以电磁平环强磁选机为选别设备的强磁选工艺。但是其选别技术指标均没有达到令人满意的效果。近年来，赤铁矿的选矿取得了长足的发展，其主要选矿工艺是以电磁脉动高梯度磁选机为代表的强磁选选矿工艺和以SH系列为代表的反浮选选矿工艺。尤其是采用强磁-浮选联合流程使一些矿山的赤铁矿选别达到了磁铁精矿品位65％，铁精矿回收率85％的满意指标，但磁铁矿产量受于储量的限制仍处于低产现状，为此，人工合成的磁性材料逐渐步入人们的视线以满足人们对于磁性材料的需求。
人工合成磁性材料，包括磁性和非磁性成分两部分，其中磁性成分包括金属(Fe、Co、Ni)及其氧化物(MFe2O4，M＝Fe、Co、Cu、Mn等)和合金(Fe-Co、Ni-Fe等)，非磁性成分可以是不同的无机物(二氧化硅、氧化铝等)或有机物(纤维素、壳聚糖、藻酸盐、聚丙烯酰胺等)。由于Co、Ni、Cr等金属的使用使得人工合成磁性材料成本过高并且会对人体和环境产生危害，使得人工合成的磁性材料在使用领域受到限制，并且多种磁性功能材料被应用于食品有毒有害物质残留检测指标中。
天然合成的磁性材料产量低，致使磁性材料领域难以取得新突破，解决生产磁性材料高成本、高消耗问题可为中国磁性材料生产行业推波助澜，周国胜等使用硼铁、氧化锰、氧化钼、氧化镍等材料生产磁性材料(CN 106809868 B)，但是这种方法复杂，成本巨大。为此本发明提供一种铁还原复合菌剂及其在磁性材料生产方面的用途，为磁性材料生产提供新途径。
发明内容
鉴于现有技术所存在的问题，本发明提供一种铁还原复合菌剂及其应用，具有Fe3+还原率高、绿色无污染、低耗高产磁性材料等优点。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供一种铁还原复合菌剂，包括阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌和假单胞菌。
本发明的有益效果是：本发明复合菌剂有较强的厌氧铁还原能力，能将Fe3+离子还原成Fe2+离子，并可矿化产生磁铁矿(Fe3O4)、磁赤铁矿(γ-Fe2O3)赤铁矿(α-Fe2O3)等矿物，在磁性材料的生产方面具有潜在的应用价值。其中，阿氏肠杆菌和阴沟肠杆菌的作用是在厌氧生长代谢过程中把Fe3+作为主要的电子受体，但是随着细菌的厌氧生长代谢的进行，环境中金属离子浓度会发生变化，达到一定的浓度时会抑制菌株的生长，此时假单胞菌发挥作用。假单胞菌的作用是可以合成产生一种还原酶作为缓冲剂，可以用来平衡培养基中的离子浓度，使环境适合菌株生长，同时这种还原酶也可以在实现Fe3+还原功能，加快Fe3+离子还原成Fe2+离子进程，拜氏梭菌的作用为合成一种铁还原蛋白将Fe3+还原成Fe2+。四种菌株在功能上都有将Fe3+还原成Fe2+的能力，同时在一起也不会产生竞争、抑制和排斥作用，四者相辅相成，因此本发明复合菌剂具有配置简单，亲和性强，铁还原能力强的优点。
优选地，本发明所述铁还原复合菌剂，由阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌和假单胞菌组成。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述阿氏肠杆菌(Enterobacter asburiae)选自以下为8种保藏号的菌株中一种或几种；8种保藏号的菌株分别为ATCC 35956、ATCC 35953、ATCC 35954、ATCC35955、ATCC 35957、CCTCCS2014783、DSM 17506、DSM 30058。
采用上述方案的有益效果是：采用上述保藏号的菌株除了具有上述优点外，还有利于菌种资源的获取，便于组配复合菌剂。
进一步，所述拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)选自以下为13种保藏号的菌株中一种或几种；13种保藏号的菌株分别为ATCC 55025、ATCC 25752、ATCC 14949、DSM13821、DSM 1739、DSM 1820、DSM 51、DSM 53、DSM 552、DSM 6422、DSM 6423、DSM791、DSM1041。
采用上述方案的有益效果是：采用上述保藏号的菌株除了具有上述优点外，还有利于菌种资源的获取，便于组配复合菌剂。
进一步，所述阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)选自以下为45种保藏号的菌株中一种或几种；45种保藏号的菌株分别为ATCC BAA1143、ATCC 13047、ATCC 39978、ATCC35030、ATCC 29006、ATCC 700644、ATCC 700411、ATCC 35589、ATCC 35549、ATCC 29893、ATCC BAA2806、ATCC BAA2468、ATCC 700323、ATCC 29004、ATCC BAA2358、ATCC 49141、ATCC35592、ATCC 35930、ATCC 35929、ATCC 35591、ATCC 35590、ATCC 700621、ATCC 700258、ATCC 43560、ATCC43091、ATCC 39979、ATCC 35568、ATCC 35587、ATCC 33457、ATCC 29941、ATCC 29249、ATCC 29005、ATCC 27508、ATCC 51816、ATCC 27889、CCTCCAB2010162、DSM106614、DSM 14563、DSM 16090、DSM 26481、DSM 30054、DSM 30060、DSM 30062、DSM 6234、DSM 14926。
采用上述方案的有益效果是：采用上述保藏号的菌株除了具有上述优点外，还有利于菌种资源的获取，便于组配复合菌剂。
进一步，所述假单胞菌(Pseudomonas grimontii)选自以下为2种保藏号的菌株中一种或几种；2种保藏号的菌株分别为ATCC BAA-140、DSM 17515。
采用上述方案的有益效果是：采用上述保藏号的菌株除了具有上述优点外，还有利于菌种资源的获取，便于组配复合菌剂。
进一步，阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌株的菌体数量比例为1：2：3：3。
采用上述方案的有益效果是：经发明人试验，采用上述比例的阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌株可以同时存活，并发挥其功能，并且采用上述方案可以最大化其铁还原功能，将Fe3+高效还原成Fe2+。
进一步，铁还原复合菌剂的Fe3+还原率在66.70-98.06％。
本发明还提供上述铁还原复合菌剂的制备方法，包括以下步骤：将阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌和假单胞菌按比例配制。
本发明提供一种利用上述铁还原复合菌剂提高Fe3+还原率的方法，包括以下步骤：将铁还原复合菌剂接种到培养基中，并向培养基中加入含Fe3+的溶液或悬液，避光培养。
采用上述方案的有益效果是：采用上述方法有利于提高Fe3+还原率。
可以按以下比例配置培养铁还原复合菌剂培养基：葡萄糖0.025molL-1,丙酮酸钠0.05molL-1，乳酸钠0.05molL-1，乙酸钠0.075molL-1，氯化铵0.01molL-1，调节培养基pH至7.0。采用该培养基，有利于四种菌株的共同培养，培养基成分为基础盐，其他成分为菌株的生长提供无机盐、碳源和氮源葡萄糖作为碳源和能源，为菌株的生长发育提供能量，NH4Cl作为氮源。当前配置方案是发明人使用的，并且成功培养了本复合菌剂，且具有将Fe3+转化为Fe2+，即生成磁性材料的功能。
接种量为10％(v/v)，培养的条件为：培养温度15-30℃，培养时间15-20天。
优选地，当培养温度20-30℃，培养时间15-20天时，Fe3+还原率可以达到80％以上。
最优地，当培养温度30℃，培养时间20天时，Fe3+还原率可以达到98％以上。
本发明还提供上述铁还原复合菌剂在磁性材料生产中的应用。
本发明还提供一种利用上述铁还原复合菌剂生产磁性材料的方法，包括以下步骤：将铁还原复合菌剂接种到培养铁还原复合菌剂培养基，加入Fe(OH)3悬液，通入N2，密封，15-30℃条件下避光培养。
具体的，上述铁还原复合菌剂生产磁性材料的方法，包括以下步骤：
①Fe(OH)3悬液的配置：称取30g FeCl3于烧杯中，加入500ml蒸馏水充分溶解。缓慢滴加5mol NaOH溶液，调节pH在7.0-7.5之间，静置后进行抽滤，将抽滤得到的Fe(OH)3加入500ml蒸馏水充分溶解，再进行抽滤，重复3次。最后将Fe(OH)3定容于500ml的容量瓶中，Fe3+含量约为12.6g/L。
②将培养铁还原复合菌剂培养基过滤，向50ml青霉素瓶中加入10ml含有碳、氮源的培养铁还原复合菌剂培养基。按以下比例配置培养铁还原复合菌剂培养基，包括下述成分：葡萄糖0.025molL-1,丙酮酸钠0.05molL-1，乳酸钠0.05molL-1，乙酸钠0.075molL-1，氯化铵0.01molL-1，分装至50ml青霉素小瓶。
③取20ml菌液加入装有上述培养基的50ml青霉素瓶。菌液中，阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌的菌体数量的比例为1：2：3：3，另加入10ml Fe(OH)3悬液，青霉素瓶通入5min N2，封口膜密封，再用铝盖密封，放置于15-30℃培养箱中避光培养。
④15-20天后即可观察到青霉素瓶底部出现黑色沉淀，此为磁铁矿(Fe3O4)、磁赤铁矿(γ-Fe2O3)和赤铁矿(α-Fe2O3)等矿物，即磁性材料。
采用上述方案的有益效果是：操作简单，按照步骤只需15-20天即可获得磁性材料。
附图说明
图1为本发明所述菌剂培养20天激光拉曼谱图。
图2为Fe(OH)3还原后产物扫描电镜图。
具体实施方式
本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。不局限于以下列举具体实施方式，还包括具体实施方式间的任意组合。
本发明涉及一种铁还原复合菌剂，由以下四种菌剂组成，分别为阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌。按照四种菌株菌体数量比例1：2：3：3组配获得。所述阿氏肠杆菌选自以下为八种保藏号的菌株中一种或几种；八种保藏号的菌株分别为ATCC 35956、ATCC 35953、ATCC 35954、ATCC 35955、ATCC 35957、CCTCCS2014783、DSM 17506、DSM30058。所述拜氏梭菌选自以下为十四种保藏号的菌株中一种或几种；十四种保藏号的菌株分别为ATCC 55025、ATCC 25752、ATCC 14949、DSM 13821、DSM 1739、DSM 1820、DSM 51、DSM53、DSM 552、DSM 6422、DSM 6423、DSM791、DSM1041。所述阴沟肠杆菌选自以下为四十五种保藏号的菌株中一种或几种；四十五种保藏号的菌株分别为ATCC BAA1143、ATCC 13047、ATCC 39978、ATCC 35030、ATCC 29006、ATCC 700644、ATCC 700411、ATCC 35589、ATCC35549、ATCC 29893、ATCC BAA2806、ATCC BAA2468、ATCC 700323、ATCC 29004、ATCCBAA2358、ATCC 49141、ATCC 35592、ATCC 35930、ATCC 35929、ATCC 35591、ATCC 35590、ATCC 700621、ATCC 700258、ATCC 43560、ATCC43091、ATCC 39979、ATCC 35568、ATCC35587、ATCC 33457、ATCC 29941、ATCC 29249、ATCC 29005、ATCC 27508、ATCC 51816、ATCC27889、CCTCCAB2010162、DSM 106614、DSM 14563、DSM 16090、DSM 26481、DSM 30054、DSM30060、DSM 30062、DSM 6234、DSM 14926。所述假单胞菌选自以下为二种保藏号的菌株中一种或几种；二种保藏号的菌株分别为ATCC BAA-140、DSM 17515。
本发明涉及的上述保藏号的菌种均为市售菌株。公众可在中国典型培养物保藏中心(CCTCC)、美国模式培养物集存库(ATCC)、德国菌株菌种保藏中心(DSMZ)购买获得。
可以按以下比例配置培养铁还原菌培养基：葡萄糖0.025molL-1,丙酮酸钠0.05molL-1，乳酸钠0.05molL-1，乙酸钠0.075molL-1，氯化铵0.01molL-1，调节培养基pH至7.0。采用该培养基，有利于四种菌株的共同培养，培养基成分为基础盐，其他成分为菌株的生长提供无机盐、碳源和氮源葡萄糖作为碳源和能源，为菌株的生长发育提供能量，NH4Cl作为氮源。当前配置方案是发明人使用的，并且成功培养了本复合菌剂，且具有将Fe3+转化为Fe2+，同时生成磁性材料的功能
Fe(OH)3悬液的配置：称取30g FeCl3于烧杯中，加入500ml蒸馏水充分溶解。缓慢滴加5mol NaOH溶液，调节pH在7.0-7.5之间，静置后进行抽滤，将抽滤得到的Fe(OH)3加入500ml蒸馏水充分溶解，再进行抽滤，重复3次。最后将Fe(OH)3定容于500ml的容量瓶中，Fe3+含量约为12.6g/L。
将上述四种菌株分别接种于下述培养基中液体培养，葡萄糖0.025molL-1,丙酮酸钠0.05molL-1，乳酸钠0.05molL-1，乙酸钠0.075molL-1，氯化铵0.01molL-1，调节培养基pH至7.0，避光厌氧培养，培养温度为15-20℃。
按照菌体数量1：2：3：3的比例取培养至对数期的阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌和假单胞菌菌液(阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌和假单胞菌菌液共20ml)，加入装有上述培养基的50ml青霉素瓶，青霉素瓶通入5min N2，封口膜密封，再用铝盖密封，放置于15-30℃培养箱中避光培养，培养至对数期后，按10％(v/v)接种量转接新的培养基，转接3次后即可用于磁性材料的生产。
Fe3+含量测定：使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒。Fe3+(g/L)＝总铁含量-Fe2+含量。
Fe3+还原率计算方法：(12.6–培养后的Fe3+含量)/12.6x100％。
实施例1
铁还原复合菌剂由以下四种菌剂组成，分别为阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌，所用菌株分别是保藏号为ATCC 35956的阿氏肠杆菌菌株、保藏号为ATCC55025的拜氏梭菌菌株、保藏号为ATCC 39978的阴沟肠杆菌菌株、保藏号为ATCC BAA-140的假单胞菌菌株，含有阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌株的菌体数量比例为1：2：3：3。
按上述具体实施方式配置铁氧化复合菌剂，使用10％(v/v)接种量将铁还原菌株复合菌剂接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在30℃培养箱中避光培养，20天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒(杭州陆恒生物科技有限公司)检测Fe3+变化。收集沉淀进行拉曼光谱测定。
测定结果：Fe3+还原率为98.06％，拉曼光谱分析得出产物与磁铁矿(Fe3O4)、磁赤铁矿(γ-Fe2O3)赤铁矿(α-Fe2O3)等矿物有一样的峰值，可确定还原后产生的沉淀物质中包含上述磁性材料的产生。
图1为实施例1的铁还原复合菌剂在加入Fe(OH)3悬液20天后，收集沉淀物使用激光拉曼光谱仪测定获得的激光拉曼谱图，激发波长为532nm,用来测定矿物的精细结构。从谱图中可以看到，有明显的磁铁矿A1g、T2g跃迁的特征吸收峰，赤铁矿的吸收峰和磁赤铁矿的吸收峰。表明本发明复合菌剂可以将Fe3+还原成Fe2+，并且还原产物具有明显的磁铁矿A1g、T2g跃迁的特征吸收峰，赤铁矿的吸收峰和磁赤铁矿的吸收峰，说明还原后产生的沉淀物质是接近赤铁矿或磁赤铁一类的磁性物质。
图2为实施例1的菌株矿化产物扫描电镜图。从扫描电镜图可以看出在矿化后，产物表面会形成大块的颗粒状物质，在整个培养过程中可见培养液由红色沉淀逐渐变成黑色沉淀。表明Fe3+被还原，并且产生了新物质，从图中可以看出，产物表面有颗粒状物质生成，结合拉曼光谱可以得出的确产生了新物质，并且是赤铁矿或磁赤铁一类的磁性物质。
实施例2
铁还原复合菌剂由以下四种菌剂组成，分别为阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌，所用菌株分别是保藏号为ATCC 35956的阿氏肠杆菌菌株、保藏号为ATCC55025的拜氏梭菌菌株、保藏号为ATCC 39978的阴沟肠杆菌菌株、保藏号为ATCC BAA-140的假单胞菌菌株，含有阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌株的菌体数量比例为1：2：3：3。
按上述具体实施方式配置铁氧化复合菌剂，使用10％(v/v)接种量将铁还原菌株复合菌剂接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在15℃培养箱中避光培养，15天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒(杭州陆恒生物科技有限公司)检测Fe3+变化。
测定结果：Fe3+还原率为66.70％。
实施例3
铁还原复合菌剂由以下四种菌剂组成，分别为阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌，所用菌株分别是保藏号为ATCC 35956的阿氏肠杆菌菌株、保藏号为ATCC55025的拜氏梭菌菌株、保藏号为ATCC 39978的阴沟肠杆菌菌株、保藏号为ATCC BAA-140的假单胞菌菌株，含有阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌株的菌体数量比例为1：2：3：3。
按上述具体实施方式配置铁氧化复合菌剂，使用10％(v/v)接种量将铁还原菌株复合菌剂接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在20℃培养箱中避光培养，18天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒(杭州陆恒生物科技有限公司)检测Fe3+变化。
测定结果：Fe3+还原率为84.86％。
实施例4
铁还原复合菌剂由以下四种菌剂组成，分别为阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌，所用菌株分别是保藏号为ATCC 35956的阿氏肠杆菌菌株、保藏号为ATCC55025的拜氏梭菌菌株、保藏号为ATCC 39978的阴沟肠杆菌菌株、保藏号为ATCC BAA-140的假单胞菌菌株，含有阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌株的菌体数量比例为1：2：3：3。
按上述具体实施方式配置铁氧化复合菌剂，使用10％(v/v)接种量将铁还原菌株复合菌剂接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在30℃培养箱中避光培养，15天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒(杭州陆恒生物科技有限公司)检测Fe3+变化。
测定结果：Fe3+还原率为86.41％。
为更好地体现本菌株复合菌剂及其用途，特增加对比例来凸显本菌株复合菌剂配比成效。
对比例1
菌剂中只含有一种阿氏肠杆菌菌株。(所用菌株菌种保藏号为ATCC 35956)。
可以按以下比例配置培养铁还原菌培养基：葡萄糖0.025molL-1,丙酮酸钠0.05molL-1，乳酸钠0.05molL-1，乙酸钠0.075molL-1，氯化铵0.01molL-1，调节培养基pH至7.0，加入装有上述培养基的50ml青霉素瓶，青霉素瓶通入N2 5min，封口膜密封，再用铝盖密封，放置于30℃培养箱中避光培养，培养至对数期后，按10％(v/v)接种量转接新的培养基，转接3次后即可用于Fe3+还原能力的测定。
按10％(v/v)接种量将培养至对数期的阿氏肠杆菌菌液接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在30℃培养箱中避光培养，20天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒(杭州陆恒生物科技有限公司)检测Fe3+变化。
测定结果：Fe3+还原率为17.10％。
对比例2
菌剂中只含有一种拜氏梭菌菌株(所用菌株菌种保藏号为ATCC 55025)。
可以按以下比例配置培养铁还原菌培养基：葡萄糖0.025molL-1,丙酮酸钠0.05molL-1，乳酸钠0.05molL-1，乙酸钠0.075molL-1，氯化铵0.01molL-1，调节培养基pH至7.0，加入装有上述培养基的50ml青霉素瓶，青霉素瓶通入N2 5min，封口膜密封，再用铝盖密封，放置于30℃培养箱中避光培养，培养至对数期后，按10％(v/v)接种量转接新的培养基，转接3次后即可用于Fe3+还原能力的测定。
按10％(v/v)接种量将培养至对数期的拜氏梭菌菌液接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在30℃培养箱中避光培养，20天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒杭州陆恒生物科技有限公司)检(测Fe3+变化。
测定结果：Fe3+还原率为14.47％。
对比例3
菌剂中只含有一种阴沟肠杆菌菌株(所用菌株菌种保藏号为ATCC 39978)。
可以按以下比例配置培养铁还原菌培养基：葡萄糖0.025molL-1,丙酮酸钠0.05molL-1，乳酸钠0.05molL-1，乙酸钠0.075molL-1，氯化铵0.01molL-1，调节培养基pH至7.0，加入装有上述培养基的50ml青霉素瓶，青霉素瓶通入N2 5min，封口膜密封，再用铝盖密封，放置于30℃培养箱中避光培养，培养至对数期后，按10％(v/v)接种量转接新的培养基，转接3次后即可用于Fe3+还原能力的测定。
按10％(v/v)接种量将培养至对数期的阴沟肠杆菌菌液接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在30℃培养箱中避光培养，20天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒(杭州陆恒生物科技有限公司)检测Fe3+变化。
测定结果：Fe3+还原率为15.21％。
对比例4
菌剂中只含有一种假单胞菌菌株(所用菌株菌种保藏号为ATCC BAA-140)。
可以按以下比例配置培养铁还原菌培养基：葡萄糖0.025molL-1,丙酮酸钠0.05molL-1，乳酸钠0.05molL-1，乙酸钠0.075molL-1，氯化铵0.01molL-1，调节培养基pH至7.0，加入装有上述培养基的50ml青霉素瓶，青霉素瓶通入N2 5min，封口膜密封，再用铝盖密封，放置于30℃培养箱中避光培养，培养至对数期后，按10％(v/v)接种量转接新的培养基，转接3次后即可用于Fe3+还原能力的测定。
按10％(v/v)接种量将培养至对数期的假单胞菌菌液接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在30℃培养箱中避光培养，20天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒检测Fe3+变化。
测定结果：Fe3+还原率为12.31％。
对比例5
将实施例1中的阿氏肠杆菌菌株替换为保藏编号为CCTCCS2014783的阿氏肠杆菌菌株，市售菌株，公众可在中国典型培养物保藏中心(CCTCC)购买获得。其余均与实施例1相同。
测定结果：Fe3+还原率为80.08％。
对比例6
将实施例1中的拜氏梭菌菌株替换为保藏编号为CCTCC NO:M 2014195的拜氏梭菌菌株，市售菌株，公众可在美国模式培养物集存库(ATCC)购买获得。其余均与实施例1相同。
测定结果：Fe3+还原率为84.01％.
对比例7
将实施例1中的阴沟肠杆菌菌株替换为保藏编号为CCTCCAB2010162的阴沟肠杆菌菌株，市售菌株，公众可在中国典型培养物保藏中心(CCTCC)购买获得。其余均与实施例1相同。
测定结果：Fe3+还原率为85.21％。
对比例8
将实施例1中的假单胞菌菌株替换为保藏编号为DSM 17515的假单胞菌菌株，市售菌株，公众可在德国菌株菌种保藏中心(DSMZ)购买获得。其余均与实施例1相同。
测定结果：Fe3+还原率为84.86％。
对比例9
铁还原复合菌剂由以下四种菌剂组成，分别为阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌，所用菌株分别是保藏号为ATCC 35956的阿氏肠杆菌菌株、保藏号为ATCC55025的拜氏梭菌菌株、保藏号为ATCC 39978的阴沟肠杆菌菌株、保藏号为ATCC BAA-140的假单胞菌菌株，含有阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌株的菌体数量比例为1：1：1：1。
按上述具体实施方式配置铁氧化复合菌剂，使用10％(v/v)接种量将铁还原菌株复合菌剂接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在30℃培养箱中避光培养，20天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒(杭州陆恒生物科技有限公司)检测Fe3+变化。收集沉淀进行拉曼光谱测定。
测定结果：Fe3+还原率为48.96％，
对比例10
铁还原复合菌剂由以下四种菌剂组成，分别为阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌，所用菌株分别是保藏号为ATCC 35956的阿氏肠杆菌菌株、保藏号为ATCC55025的拜氏梭菌菌株、保藏号为ATCC 39978的阴沟肠杆菌菌株、保藏号为ATCC BAA-140的假单胞菌菌株，含有阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌株的菌体数量比例为1：1：3：3。
按上述具体实施方式配置铁氧化复合菌剂，使用10％(v/v)接种量将铁还原菌株复合菌剂接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在30℃培养箱中避光培养，20天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒(杭州陆恒生物科技有限公司)检测Fe3+变化。收集沉淀进行拉曼光谱测定。
测定结果：Fe3+还原率为58.42％，
对比例11
铁还原复合菌剂由以下四种菌剂组成，分别为阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌，所用菌株分别是保藏号为ATCC 35956的阿氏肠杆菌菌株、保藏号为ATCC55025的拜氏梭菌菌株、保藏号为ATCC 39978的阴沟肠杆菌菌株、保藏号为ATCC BAA-140的假单胞菌菌株，含有阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌株的菌体数量比例为2：2：3：3。
按上述具体实施方式配置铁氧化复合菌剂，使用10％(v/v)接种量将铁还原菌株复合菌剂接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在30℃培养箱中避光培养，20天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒(杭州陆恒生物科技有限公司)检测Fe3+变化。收集沉淀进行拉曼光谱测定。
测定结果：Fe3+还原率为58.38％，
对比例12
铁还原复合菌剂由以下四种菌剂组成，分别为阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌，所用菌株分别是保藏号为ATCC 35956的阿氏肠杆菌菌株、保藏号为ATCC55025的拜氏梭菌菌株、保藏号为ATCC 39978的阴沟肠杆菌菌株、保藏号为ATCC BAA-140的假单胞菌菌株，含有阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌株的菌体数量比例为1：2：2：3。
按上述具体实施方式配置铁氧化复合菌剂，使用10％(v/v)接种量将铁还原菌株复合菌剂接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在30℃培养箱中避光培养，20天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒(杭州陆恒生物科技有限公司)检测Fe3+变化。收集沉淀进行拉曼光谱测定。
测定结果：Fe3+还原率为60.75％，
对比例13
铁还原复合菌剂由以下四种菌剂组成，分别为阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌，所用菌株分别是保藏号为ATCC 35956的阿氏肠杆菌菌株、保藏号为ATCC55025的拜氏梭菌菌株、保藏号为ATCC 39978的阴沟肠杆菌菌株、保藏号为ATCC BAA-140的假单胞菌菌株，含有阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌株的菌体数量比例为1：2：2：2。
按上述具体实施方式配置铁氧化复合菌剂，使用10％(v/v)接种量将铁还原菌株复合菌剂接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在30℃培养箱中避光培养，20天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒(杭州陆恒生物科技有限公司)检测Fe3+变化。收集沉淀进行拉曼光谱测定。
测定结果：Fe3+还原率为63.23％，
对比例14
铁还原复合菌剂由以下四种菌剂组成，分别为阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌，所用菌株分别是保藏号为ATCC 35956的阿氏肠杆菌菌株、保藏号为ATCC55025的拜氏梭菌菌株、保藏号为ATCC 39978的阴沟肠杆菌菌株、保藏号为ATCC BAA-140的假单胞菌菌株，含有阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌株的菌体数量比例为1：3：3：3。
按上述具体实施方式配置铁氧化复合菌剂，使用10％(v/v)接种量将铁还原菌株复合菌剂接种于培养基中，并向培养基中加入10ml浓度为12.6g/L的Fe(OH)3悬液，作为磁性材料的生产原料。在30℃培养箱中避光培养，20天后使用总铁检测试剂盒、Fe2+检测试剂盒(杭州陆恒生物科技有限公司)检测Fe3+变化。收集沉淀进行拉曼光谱测定。
测定结果：Fe3+还原率为55.12％，
结合实施例1与对比例1-4可以看出本复合菌剂Fe3+还原率显著提高；结合实施例1-4可以看出最适生长条件下本发明菌剂Fe3+还原率最高，最高为98.06％。
结合对比例5-8与实施例1的结果可以看出，本申请选择的合适保藏编号的菌株制成的复合菌剂可以进一步提高Fe3+还原率。
结合实施例1与对比例9-14可以看出本复合菌剂组配比例最佳，具有最高的Fe3+还原率。是最佳比例方案。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁还原复合菌剂，其特征在于，包括阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌和假单胞菌。
2.根据权利要求1所述铁还原复合菌剂，其特征在于，所述阿氏肠杆菌选自以下为8种保藏号的菌株中一种或几种；8种保藏号的菌株分别为ATCC 35956、ATCC 35953、ATCC35954、ATCC 35955、ATCC 35957、CCTCCS2014783、DSM 17506、DSM 30058。
3.根据权利要求1所述铁还原复合菌剂，其特征在于，所述拜氏梭菌选自以下为14种保藏号的菌株中一种或几种；13种保藏号的菌株分别为ATCC 55025、ATCC 25752、ATCC14949、DSM 13821、DSM 1739、DSM 1820、DSM 51、DSM 53、DSM 552、DSM 6422、DSM 6423、DSM791、DSM1041。
4.根据权利要求1所述铁还原复合菌剂，其特征在于，所述阴沟肠杆菌选自以下为45种保藏号的菌株中一种或几种；45种保藏号的菌株分别为ATCC BAA1143、ATCC 13047、ATCC39978、ATCC 35030、ATCC 29006、ATCC 700644、ATCC 700411、ATCC 35589、ATCC 35549、ATCC 29893、ATCC BAA2806、ATCC BAA2468、ATCC 700323、ATCC 29004、ATCC BAA2358、ATCC49141、ATCC 35592、ATCC 35930、ATCC 35929、ATCC 35591、ATCC 35590、ATCC 700621、ATCC700258、ATCC 43560、ATCC43091、ATCC 39979、ATCC 35568、ATCC 35587、ATCC 33457、ATCC29941、ATCC 29249、ATCC 29005、ATCC 27508、ATCC 51816、ATCC 27889、CCTCCAB2010162、DSM 106614、DSM 14563、DSM 16090、DSM 26481、DSM 30054、DSM 30060、DSM 30062、DSM6234、DSM 14926。
5.根据权利要求1所述铁还原复合菌剂，其特征在于，所述假单胞菌选自以下为2种保藏号的菌株中一种或几种；2种保藏号的菌株分别为ATCC BAA-140、DSM 17515。
6.根据权利要求1-5任一项所述铁还原复合菌剂，其特征在于，阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌、假单胞菌菌体数量比例为1：2：3：3。
7.权利要求1-6任一项所述铁还原复合菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将阿氏肠杆菌、拜氏梭菌、阴沟肠杆菌和假单胞菌按比例配制。
8.一种利用权利要求1-6任一项所述铁还原复合菌剂提高Fe3+还原率的方法，其特征在于，包括以下步骤：将铁还原复合菌剂接种到培养基中，并向培养基中加入含Fe3+的溶液或悬液，厌氧避光培养。
9.权利要求1-6任一项所述铁还原复合菌剂在磁性材料生产中的应用。
10.一种利用权利要求1-6任一项所述铁还原复合菌剂生产磁性材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：将铁还原复合菌剂接种到培养铁还原复合菌剂培养基，加入Fe(OH)3悬液，通入N2，密封，15-30℃条件下避光培养。
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