岳麗紅 吳微 王玉俊 劉德財 李文龍 王媛媛 馬現(xiàn)成 張躍華
摘要[目的] 研究白腐真菌島生異擔子菌對染料的降解作用。[方法] 對野外采集到的島生異擔子菌進行純培養(yǎng),優(yōu)化菌絲體培養(yǎng)條件,并對島生異擔子菌降解脫色作用的影響因素進行研究。[結(jié)果] 島生異擔子菌最適培養(yǎng)基配方為:葡萄糖10.0 g/L,酒石酸銨0.5 g/L,KH2PO4 2.0 g/L,MgSO4·7H2O 0.5 g/L,CaCl2 0.075 g/L,Tween-80 0.4 g/L,VB1 1×10-4 g/L,pH 3.0。島生異擔子菌降解染料的最適氮源為酒石酸銨,濃度范圍為0.5 ~1.0 g/L;最適碳源為葡萄糖,濃度范圍為10.0~15.0 g/L;最適pH為3.0~3.5。 [結(jié)論] 島生異擔子菌對染料脫色降解效果與培養(yǎng)基中碳源、氮源的濃度在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)。
關(guān)鍵詞島生異擔子菌;培養(yǎng)條件;染料;脫色降解
中圖分類號S181.3文獻標識碼A文章編號0517-6611(2014)22-07592-03
伴隨著有機化學工業(yè)的不斷發(fā)展,化工染料品種和數(shù)量也在不斷增加,部分難以降解的染料廢水也隨之產(chǎn)生。我國每年約有10%~15%的廢水直接排放江河等水體中,致使部分淡水水源重度污染[1]。污水中含有以多環(huán)芳烴為主的化學染料,其色度高、致癌成分含量高、難以被生物降解、具有較大毒性,成為危害人類健康、破壞生態(tài)平衡的重要因素。
對于染料廢水處理的理想方法是利用高效、環(huán)保的生物酶法降解染料廢水中的有害物質(zhì)[2],白腐真菌具有的廣譜性和非特異性使得其對各種化學物質(zhì)均存在降解能力[3]。島生異擔子菌作為白腐真菌中的一種,同樣具有獨特的降解酶系,能夠?qū)⒏鞣N人工合成的染料徹底降解為CO2和H2O,具有良好的脫色效果[4]。根據(jù)白腐真菌的這些特性,筆者將對島生異擔子菌染料脫色降解的因素進行試驗研究。
1材料與方法
1.1 試驗材料
1.1.1 菌種。島生異擔子菌(Heterobasidion insulare)采集自伊春市五營區(qū),經(jīng)分離純培養(yǎng)后,以斜面菌絲體保存法保存于佳木斯大學應(yīng)用微生物研究所菌種保藏中心。
1.1.2 試驗試劑與儀器。ABTS (2,2-連氮-3-乙基苯并噻唑-6磺酸) (SIGAMA公司產(chǎn)品),其余葡萄糖、可溶性淀粉等試劑均為分析純。LDZ4-08自動平衡微量高速離心機,752S紫外-可見分光光度計,THZ-82型恒溫搖床。
1.1.3 培養(yǎng)基。PDA培養(yǎng)基配方:馬鈴薯汁20%,葡萄糖20.0 g/L,MgSO4 1.5 g/L,KH2PO4 3.0 g/L,VB1(微量),瓊脂12.0 g/L。
1.1.4 染料。偶氮染料:酸性大紅G;蒽醌染料:酸性藍R;金屬絡(luò)合染料:中性灰2BL。
1.2 試驗方法
1.2.1 菌絲體制備。將斜面上28 ℃條件下培養(yǎng)5 d的菌絲體接種到裝有100 ml PDA液體培養(yǎng)基的錐形瓶中,置于28 ℃恒溫、轉(zhuǎn)速120 r/min條件下的搖床內(nèi)通風純培養(yǎng)5 d,備用。
1.2.2 島生異擔子菌最適培養(yǎng)基的篩選。將葡萄糖、酒石酸銨、pH、搖瓶轉(zhuǎn)速作為影響島生異擔子菌生長的影響因子,通過正交試驗對島生異擔子菌培養(yǎng)基配方進行優(yōu)化試驗。
1.2.3 島生異擔子菌培養(yǎng)基中最適碳氮比探究。以酒石酸銨為氮源,分別以10.0 g/L的葡萄糖、蔗糖、乳糖、麥芽糖、木質(zhì)素可溶性淀粉作為碳源,其他培養(yǎng)基成分同標準培養(yǎng)基,在120 r/min、28 ℃條件下培養(yǎng)10 d后,測定島生異擔子菌生物量。
以葡萄糖為碳源,分別以0.5 g/L氯化銨、酒石酸銨、玉米粉、尿素、硝酸銨和酵母浸膏作為氮源,在120 r/min、28 ℃條件下培養(yǎng)10 d后,測定島生異擔子菌生物量。菌絲體生物量的測定:抽濾后的菌絲體在60 ℃下干燥至恒定質(zhì)量,稱重。
1.2.4 染料的降解試驗及影響降解脫色的因素。向盛有90 ml含酸性大紅G、酸性藍和中性灰2BL 3種染料(質(zhì)量濃度均為20 mg/L)的液體培養(yǎng)基的250 ml的三角瓶中,按照10%的比例分別接種島生異擔子菌菌絲體懸浮液,在120 r/min、28 ℃的恒溫條件下培養(yǎng)10 d。
對照試驗:菌絲體懸浮液分別與20 mg/L的酸性大紅G、20 mg/L酸性藍R、20 mg/L中性灰2BL 3種染料進行反應(yīng)。培養(yǎng)基影響因子含量設(shè)定為:氮源(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/L)、碳源(0、5、10、15、20、25 g/L)和pH(2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0),120 r/min、28 ℃恒溫水浴搖床培養(yǎng)10 d。
1.2.5 根據(jù)吸光度測定廢水的脫色率。收集經(jīng)過抽濾后的染料廢水,在6 000 r/min離心分離20 min,測定吸光度值,以蒸餾水作為空白對照組。染料濃度在低濃度時與最大吸收波長的吸光度成正比,可用染料吸光度值的變化來反映染料濃度的變化。染料脫色率(C,%)可根據(jù)下面公式計算: