王振杰 楊鵬 馬楨朋 張藝豪 劉聚源 田曉柱

摘要 [目的]從小鼠胃腸道分離并鑒定乙醛降解菌，測(cè)定其乙醛降解率。[方法]以C57小鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，分別采集小鼠胃、小腸及結(jié)腸內(nèi)容物，分離可培養(yǎng)的菌株，然后在培養(yǎng)基中加入乙醛，篩選乙醛耐受菌并測(cè)定其乙醛耐受能力，采用間苯二酚法測(cè)定乙醛降解能力，最后通過(guò)16S rRNA 測(cè)序鑒定乙醛降解菌。[結(jié)果]從小鼠胃、小腸及結(jié)腸中分別篩選出一株能夠降解乙醛的菌株，分別命名為T(mén)XZ-1、TXZ-2、TXZ-3。鑒定結(jié)果顯示，這3株菌都屬于糞腸球菌（Enterococcus faecalis），相似度達(dá)到99%，這些菌株的乙醛耐受能力和降解能力各不相同，其中TXZ-3的耐受和降解能力最強(qiáng)，耐受能力達(dá)到1.6 g/L。乙醛的最適降解條件為：接種量2.0%，乙醛濃度1.0 g/L，培養(yǎng)溫度35 ℃，pH 7.0，搖床轉(zhuǎn)速160 r/min，培養(yǎng)時(shí)間24 h，乙醛降解率達(dá)到（93.6 ± 4.9）%。[結(jié)論]從小鼠胃腸道中篩選出高效快速降解乙醛的菌株TXZ-3，為研究乙醛污染的生物治理及人體中乙醛的清除提供了新思路。

關(guān)鍵詞 乙醛；生物降解；乙醛降解菌；菌株鑒定；糞腸球菌

中圖分類(lèi)號(hào) S865.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2018）31-0080-05

Abstract [Objective] The study aimed to isolate and identify acetaldehydedegrading bacteria from gastrointestinal tract of mice and determine their acetaldehyde degradation rates. [Method] Taking C57 mice as experimental animal， the contents of mouse stomach， small intestine and colon were collected to isolate bacterial strains. Then acetaldehyde was added in the medium to screen acetaldehydetolerant bacteria and determine their acetaldehydetolerant ability. Resorcinol method was used to determine acetaldehyde degradation ability. Finally， 16S rRNA sequencing was used to identify acetaldehydedegrading bacteria. [Result] Acetaldehydedegrading bacteria strains were screened from mouse stomach， small intestine and colon， named as TXZ TXZ TXZ3， respectively. The identification results showed that the three strains belonged to Enterococcus faecalis and the similarity reached 99%. The acetaldehyde tolerance and acetaldehyde degradation ability of these bacteria were different. Among them， TXZ3 strain had the strongest tolerance and degradation ability， the tolerance reached 1.6 g/L. The optimum degradation conditions for acetaldehyde were as follows： inoculation amount 2.0%， acetaldehyde concentration 1.0 g/L， incubation temperature 35 ℃， pH 7.0， rotating rate of 160 r/min. Acetaldehyde degradation rate reached （93.6 ± 4.9）% after 24 h. [Conclusion] TXZ3 strain screened from the gastrointestinal tract of mice had the ability to degrade acetaldehyde efficiently and rapidly， which could provide new ideas for biological treatment of acetaldehyde pollution and removal of acetaldehyde from human body.

Key words Acetaldehyde；Biodegradation；Acetaldehydedegrading bacteria；Strain identification；Enterococcus faecalis

醛類(lèi)污染已經(jīng)引起廣泛關(guān)注，乙醛作為醛類(lèi)污染物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用日益增多，不僅造成了環(huán)境污染，而且嚴(yán)重危害了人類(lèi)健康[1]。乙醛是一種生物毒性物質(zhì)，一般毒性表現(xiàn)為對(duì)皮膚、眼睛、呼吸道的刺激，進(jìn)而引發(fā)咳嗽、頭暈等癥狀，長(zhǎng)期接觸乙醛會(huì)引起類(lèi)似慢性酒精中毒的表現(xiàn)。研究表明，乙醛具有高毒性、誘變性和致癌性[2-4]，一次性攝入過(guò)量的乙醛會(huì)導(dǎo)致呼吸麻痹甚至致死。長(zhǎng)期過(guò)量飲酒也能引起機(jī)體乙醛的積累，從而對(duì)機(jī)體造成損傷[5]。乙醇進(jìn)入機(jī)體后經(jīng)過(guò)消化道吸收后首先作用于肝臟[6]，90%～95%的乙醇在肝臟中代謝，極少部分通過(guò)尿液和汗腺排出，在肝臟中乙醇脫氫酶的作用下乙醇代謝成乙醛[7]，當(dāng)機(jī)體乙醛脫氫酶缺失時(shí)，乙醛難以被氧化為乙酸，導(dǎo)致機(jī)體大量乙醛的積累，引起肝臟組織的損傷[8]，進(jìn)一步危害中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、膽囊等器官。2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，與酒精飲料攝入有關(guān)的乙醛在Ⅱ類(lèi)致癌物清單中。環(huán)境中乙醛濃度過(guò)高時(shí)也會(huì)導(dǎo)致微生物的大量死亡[9]。乙醇進(jìn)入機(jī)體最先損害的是胃腸道消化系統(tǒng)。據(jù)報(bào)道，長(zhǎng)期飲酒能使大鼠小腸黏膜需氧菌總數(shù)增加約10倍，這些菌類(lèi)過(guò)度生長(zhǎng)可增加對(duì)外源性乙醇的氧化，導(dǎo)致大量乙酸鹽和乙醛在腸道內(nèi)積累，乙醛及其他細(xì)菌代謝物共同作用，引起腸黏膜的損傷，增加腸道通透性，從而導(dǎo)致機(jī)體一系列疾病的發(fā)生[10-13]。

目前，對(duì)乙醛污染的處理經(jīng)常采用生化或物化的方法，如活性淤泥處理高濃度乙醛廢液和采用厭氧反應(yīng)器處理乙醛廢水，而對(duì)于飲酒引起的體內(nèi)乙醛積累的處理鮮見(jiàn)報(bào)道。筆者從小鼠體內(nèi)胃腸道中篩選出能夠高效降解乙醛的菌株，并對(duì)這些菌的鑒定分類(lèi)以及體外乙醛耐受降解能力進(jìn)行了研究，以期為環(huán)境中乙醛的微生物降解以及機(jī)體內(nèi)乙醛的清除提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

昆明系雄性成年小鼠（10周），體重（25±2） g，頸椎脫臼法處死，迅速取出胃、小腸及結(jié)腸內(nèi)容物。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 試劑。40%乙醛、0.85%無(wú)菌氯化鈉溶液、果糖、間苯二酚、氫氧化鈉、鹽酸溶液。

1.2.2 培養(yǎng)基。2216E培養(yǎng)基：蛋白胨10 g/L、酵母提取物5 g/L、NaCl 5 g/L。固體培養(yǎng)基：蛋白胨10 g/L、酵母提取物5 g/L、瓊脂15 g/L（pH 7.0）?；A(chǔ)鹽液體培養(yǎng)基：KH2PO4 5.71 g/L、K2HPO4·3H2O 1.70 g/L、NaCl 5 g/L、NH4NO3 1 g/L，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至7.0。向2261E培養(yǎng)基中加入不同體積40%乙醛溶液配成不同濃度的乙醛培養(yǎng)基用于乙醛耐受性測(cè)定實(shí)驗(yàn)；向基礎(chǔ)鹽液體培養(yǎng)基中加入不同體積乙醛溶液制成乙醛降解測(cè)定培養(yǎng)基，乙醛作為唯一碳源。以上培養(yǎng)基均在1×105 Pa滅菌20 min。

1.3 方法

1.3.1 胃腸道中乙醛耐受菌的分離。采集小鼠胃、小腸及結(jié)腸內(nèi)容物，分別溶于10 mL無(wú)菌0.85% NaCl中，振蕩混勻，1 000 r/mim離心5 min，收集上清，稀釋100倍，無(wú)菌環(huán)境中分別取0.5 mL接種到50 mL 2216E培養(yǎng)基中混勻，于37 ℃、160 r/min搖床培養(yǎng)36 h，再轉(zhuǎn)接到含有0.1 g/L乙醛的上述培養(yǎng)基中相同條件培養(yǎng)，最后依次增加乙醛含量至02、0.4、0.8和1.0 g/L進(jìn)一步馴化富集篩選，觀察細(xì)菌的生長(zhǎng)狀況，然后通過(guò)平板劃線分離法將上述菌液接種到含有10 g/L乙醛固體培養(yǎng)基平板上，挑取單菌落并標(biāo)記，再平板劃線分離并純化，純化后的單菌落劃線接種到不含乙醛的細(xì)菌固體培養(yǎng)基中，37 ℃下培養(yǎng)36 h后，取出后置于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 菌株的鑒定。16S rDNA基因序列擴(kuò)增采用通用引物27F/1492R進(jìn)行PCR擴(kuò)增（27F為5-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3；1492R為5-GGYTACCTTGTTACGACTT-3）[14]。PCR反應(yīng)條件如下：94 ℃，5 min；94 ℃，30 s，54 ℃，45 s，72 ℃，1 min，共33個(gè)循環(huán)；72 ℃ 10 min；4 ℃下保存。16S rRNA基因序列的測(cè)定由華大基因完成。測(cè)序結(jié)果在GenBank中進(jìn)行Blast比對(duì)分析，得出鑒定結(jié)果。

1.3.3 乙醛耐受菌耐受力的測(cè)定。配制不同乙醛濃度梯度的細(xì)菌液體培養(yǎng)基作為乙醛耐受力測(cè)定培養(yǎng)基，乙醛濃度梯度分別為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 g/L。以20%接種量分別接種乙醛降解菌液于上述培養(yǎng)基，置于160 r/min搖床中，37 ℃下培養(yǎng)36 h，使用分光光度計(jì)，在600 nm波長(zhǎng)條件下，測(cè)定各培養(yǎng)基中初始菌液濃度與培養(yǎng)后菌液濃度的吸光值（OD600 nm），比較乙醛耐受菌的生長(zhǎng)情況，吸光值高的為乙醛耐受力最好的，從而確定乙醛降解菌的耐受力。

1.3.4 乙醛耐受菌降解乙醛能力的測(cè)定。

1.3.4.1 乙醛含量的測(cè)定方法。采用間苯二酚顯色法，乙醛在果糖存在的條件下，間苯二酚作為顯色劑，80 ℃孵育30 min生成紫色化合物，冷卻至室溫，用1 cm 比色皿在波長(zhǎng)555 nm處測(cè)定顯色液的吸光值OD555 nm。

1.3.4.2 乙醛標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。在基礎(chǔ)鹽液體培養(yǎng)基中添加不同體積的40%乙醛溶液，使乙醛的濃度分別為0、100、200、400、600、800、1 000 mg/L。分別吸取0.5 mL不同濃度乙醛培養(yǎng)基、1 mL 4 mmol/L 果糖溶液、7 mL 84 mmol/L間苯二酚溶液于試管中，1.5 mL 基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基補(bǔ)足體積10 mL，以乙醛濃度為0 mg/L的培養(yǎng)基為空白對(duì)照，乙醛終濃度分別為0、5、10、20、30、40、50 mg/L，按照上述間苯二酚法測(cè)定吸光值，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖1）。

1.3.4.3 乙醛耐受菌TXZ-3降解乙醛能力的測(cè)定。活化經(jīng)純化保存的菌株，單菌落接種到2261E培養(yǎng)基中，置于160 r/min搖床，37 ℃下培養(yǎng)36 h，菌液于10 000 r/min離心5 min，棄上清液，加入基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基洗滌3次，最后用基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基重懸，以2.0%的接種量接種到5 mL含乙醛的基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基中，置于160 r/min搖床，37 ℃下培養(yǎng)36 h，以乙醛濃度為0 mg/L的培養(yǎng)基為空白對(duì)照，間苯二酚法測(cè)定吸光值。若吸光值太大，則要將原液稀釋一定倍數(shù)后重新測(cè)定。

1.3.5 菌株TXZ-3的乙醛降解能力與菌體生長(zhǎng)的關(guān)系。將菌株TXZ-3以2.0%的接種量接種到乙醛濃度50 mL 1.0 g/L的基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基中，置于160 r/min搖床，37 ℃培養(yǎng)36 h，以乙醛濃度為0 mg/L的培養(yǎng)基為空白對(duì)照，每隔4 h在超凈臺(tái)無(wú)菌環(huán)境中迅速取1 mL菌液于600 nm波長(zhǎng)條件下測(cè)吸光值（OD600 nm），做出吸光值與時(shí)間相關(guān)曲線。同樣，每隔4 h，取0.5 mL培養(yǎng)液，采用間苯二酚法于555 nm波長(zhǎng)條件下測(cè)定吸光值（OD555 nm）。若吸光值太大，將原液稀釋一定倍數(shù)后重新測(cè)定，計(jì)算乙醛降解率，確定最優(yōu)培養(yǎng)時(shí)間。

1.3.6 不同培養(yǎng)條件對(duì)菌株TXZ-3的生長(zhǎng)及乙醛降解能力的影響。

1.3.6.1 乙醛濃度對(duì)菌株TXZ-3的生長(zhǎng)及乙醛降解能力的影響。將菌株TXZ-3以20%的接種量接種到不同乙醛濃度（0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.6 g/L）的50 mL基礎(chǔ)鹽液體培養(yǎng)基中，置于160 r/min搖床，37 ℃培養(yǎng)24 h。培養(yǎng)結(jié)束，以初始菌液濃度為對(duì)照，取1 mL培養(yǎng)后的菌液測(cè)吸光值（OD600 nm）；以乙醛濃度為0 mg/L的培養(yǎng)基為空白對(duì)照，取0.5 mL培養(yǎng)液，采用間苯二酚法于555 nm波長(zhǎng)條件下測(cè)定吸光值（OD555 nm）。若吸光值太大，則要將原液稀釋一定倍數(shù)重新測(cè)定，計(jì)算乙醛降解率，確定最適底物濃度。

1.3.6.2 溫度對(duì)菌株TXZ-3的生長(zhǎng)及乙醛降解能力的影響。將菌株TXZ-3以2.0%的接種量接種到乙醛濃度1.0 g/L的50 mL基礎(chǔ)鹽液體培養(yǎng)基中，置于160 r/min搖床，不同溫度（20、25、30、35、37、40 ℃）培養(yǎng)24 h，以初始菌液濃度為對(duì)照，取1 mL培養(yǎng)后的菌液測(cè)定吸光值（OD600 nm）；以乙醛濃度為0 mg/L的培養(yǎng)基為空白對(duì)照，取0.5 mL培養(yǎng)液，采用間苯二酚法于555 nm波長(zhǎng)條件下測(cè)定吸光值（OD555 nm）。若吸光值太大，將原液稀釋一定倍數(shù)后重新測(cè)定，計(jì)算乙醛降解率，確定適合的培養(yǎng)溫度。

1.3.6.3 pH對(duì)菌株TXZ-3的生長(zhǎng)及乙醛降解能力的影響。將菌株TXZ-3以2.0%的接種量接種到不同pH（2.0、3.0、40、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0）、乙醛濃度1.0 g/L的50 mL基礎(chǔ)鹽液體培養(yǎng)基中，置于160 r/min搖床上，35 ℃下培養(yǎng)24 h，以初始菌液濃度為對(duì)照，取培養(yǎng)的菌液1 mL測(cè)定吸光值（OD600 nm）；以乙醛濃度為0 mg/L的培養(yǎng)基為空白對(duì)照，取0.5 mL培養(yǎng)液，采用間苯二酚法于555 nm波長(zhǎng)條件下測(cè)定吸光值（OD555 nm）。若吸光值太大，將原液稀釋一定倍數(shù)后再測(cè)定，計(jì)算乙醛降解率，確定最適pH。

1.3.6.4 接種量對(duì)菌株TXZ-3的生長(zhǎng)及乙醛降解能力的影響。將菌株TXZ-3以不同的接種量（0.5%、1.0%、1.5%、20%、2.5%、3.0%）接種到乙醛濃度1.0 g/L的50 mL基礎(chǔ)鹽液體培養(yǎng)基中，置于180 r/min搖床，35 ℃下培養(yǎng)24 h，以初始菌液濃度為對(duì)照，取1 mL培養(yǎng)后的菌液測(cè)定吸光值（OD600 nm）；以乙醛濃度為0 mg/L的培養(yǎng)基為空白對(duì)照，取0.5 mL培養(yǎng)液，采用間苯二酚法于555 nm波長(zhǎng)條件下測(cè)定吸光值（OD555 nm）。若吸光值太大，將原液稀釋一定倍數(shù)后重新測(cè)定，計(jì)算乙醛降解率，確定最適接種量。

1.3.6.5 搖床轉(zhuǎn)速對(duì)菌株TXZ-3的生長(zhǎng)及乙醛降解能力的影響。將菌株TXZ-3以2.0%的接種量接種到乙醛濃度1.0 g/L的50 mL基礎(chǔ)鹽液體培養(yǎng)基中，置于不同轉(zhuǎn)速（40、80、120、160、200、240 r/min）的搖床上，35 ℃下培養(yǎng)24 h，以初始菌液濃度為對(duì)照，取培養(yǎng)的菌液1 mL測(cè)定吸光值（OD600 nm）；以乙醛濃度為0 mg/L的培養(yǎng)基為空白對(duì)照，取0.5 mL培養(yǎng)液，采用間苯二酚法于555 nm波長(zhǎng)條件下測(cè)定吸光值（OD555 nm）。若吸光值太大，將原液稀釋一定倍數(shù)后重新測(cè)定，計(jì)算乙醛降解率，確定最優(yōu)轉(zhuǎn)速。

1.3.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

所有數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤（Mean ± SE）（n=6），利用SPPS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。不同組間的差異分析采用t檢驗(yàn)，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌株篩選分離與鑒定

通過(guò)對(duì)小鼠胃腸道中乙醛耐受菌的篩選、分離純化及鑒定，從胃、小腸和結(jié)腸中各分離出一株乙醛耐受菌，分別命名為T(mén)XZ-1、TXZ-2、TXZ-3。通過(guò)16S rRNA基因測(cè)序，在GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行Blast比對(duì)，發(fā)現(xiàn)這些序列與糞腸球菌（Enterococcus faecalis）序列的相似度達(dá)到99%。

2.2 3個(gè)菌株的乙醛耐受能力

乙醛濃度分別為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 g/L的培養(yǎng)基中，接種量相同，培養(yǎng)條件一致，TXZ-1、TXZ-2、TXZ-3菌株的生長(zhǎng)情況有所不同。從圖2可以看出，菌株TXZ-1的乙醛耐受濃度為0.8 g/L，TXZ-2的乙醛耐受濃度為1.2 g/L，TXZ-3的乙醛耐受濃度為1.6 g/L。

2.3 菌株TXZ-3的生長(zhǎng)與乙醛降解率的關(guān)系曲線

由圖3可知，菌株TXZ-3的生長(zhǎng)曲線與乙醛降解率曲線基本吻合，培養(yǎng)前8 h菌株處于延滯期，菌體生長(zhǎng)緩慢，相應(yīng)乙醛降解速率非常緩慢，隨后進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期（8～20 h）菌體生長(zhǎng)明顯加快，乙醛的降解速率也隨之升高，降解率達(dá)到（92.5±6.3）%，菌體進(jìn)入穩(wěn)定期和衰亡期（20～36 h），繁殖緩慢，乙醛的降解速率又趨于下降，菌體培養(yǎng)至36 h乙醛降解趨于穩(wěn)定，乙醛降解率達(dá)到（93.6±6.2）%，但較20和24 h沒(méi)有顯著差異（P>0.05）。這是由于一方面進(jìn)入衰亡期后菌株TXZ-3的活性降低，另一方面可能由于底物濃度降低，而產(chǎn)物乙酸濃度的升高抑制了乙醛降解能力。結(jié)果表明，培養(yǎng)24 h菌株TXZ-3降解乙醛的效果最好。

2.4 各因素對(duì)菌株TXZ-3的乙醛降解能力及菌體生長(zhǎng)的影響

2.4.1 乙醛濃度。由圖4可知，菌株TXZ-3生長(zhǎng)與乙醛降解率呈正相關(guān)，乙醛濃度較低時(shí)，隨著乙醛濃度的升高，菌體的數(shù)量增加，降解率也隨之升高，這是因?yàn)橐胰┳鳛門(mén)XZ-3的唯一碳源，當(dāng)乙醛的濃度很低時(shí)菌體的生長(zhǎng)受到抑制，進(jìn)而影響乙醛的降解率。當(dāng)乙醛濃度為0.8～1.2 g/L時(shí)，乙醛降解率趨于穩(wěn)定；當(dāng)乙醛濃度為1.0 g/L時(shí)，乙醛降解率最大，為（92.6 ± 6.8）%。隨著乙醛濃度的升高，當(dāng)乙醛濃度為1.4 g/L時(shí)，乙醛降解率明顯降低（P< 0.05）；當(dāng)乙醛濃度為1.6 g/L時(shí)，菌體生長(zhǎng)緩慢，乙醛降解率僅為（24.1±3.2）%（P<0.01）。這可能是由于乙醛本身具有毒性，濃度過(guò)高時(shí)引起了菌體中毒死亡。

2.4.2 溫度。

從圖5可以看出，當(dāng)溫度為20 ℃時(shí)，菌株TXZ-3生長(zhǎng)緩慢，乙醛降解率為（53.7±4.7）%，隨著溫度的升高，菌體的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)逐漸變好，乙醛降解率也隨之升高；當(dāng)溫度為35～37 ℃時(shí)，乙醛降解率趨于穩(wěn)定，乙醛降解率達(dá)到（91.7±7.2）%；當(dāng)溫度為40 ℃時(shí)，菌體生長(zhǎng)緩慢，乙醛降解率明顯降低（P<0.05），為（72.2±5.4）%。這表明菌株TXZ-3降解乙醛的最適溫度為35～37 ℃，溫度過(guò)低或過(guò)高都會(huì)抑制菌株的生長(zhǎng)，導(dǎo)致乙醛降解率降低。

2.4.3 pH。由圖6可知，菌株TXZ-3在pH為2.0時(shí)，乙醛降解率為（76.8±4.4）%；當(dāng)pH為4.0時(shí)，乙醛降解率明顯升高（P<0.05），達(dá)到（85.3±4.8）%；當(dāng)pH為6.0時(shí)，乙醛降解率為（90.5 ± 4.3）%。隨著pH的升高，乙醛降解率也逐漸增加；當(dāng)pH為7.0時(shí)，乙醛降解率最高可達(dá)（93.6±4.9）%，但較pH為4.0時(shí)乙醛降解率沒(méi)有明顯變化（P>0.05），隨著pH的繼續(xù)升高，菌體生長(zhǎng)受到抑制，乙醛降解率也隨之降低；當(dāng)pH為8.0時(shí)，乙醛降解率也達(dá)到（84.1±5.6）%，但當(dāng)pH升至10.0時(shí)乙醛降解率明顯降低，降至（27.4±3.6）%（P<0.01），因此pH低于或稍高于7.0時(shí)，乙醛也都能維持較高的降解率，較適合的pH范圍為4.0～8.0，最適pH為70。菌株TXZ-3在酸性環(huán)境中乙醛降解率也很高，這可能是由于乙醛的代謝產(chǎn)物為乙酸，菌株TXZ-3有一定的耐酸性，而在堿性環(huán)境中乙醛降解能力會(huì)受到抑制。

2.4.4 接種量。接種量不僅影響菌體的生長(zhǎng)曲線，而且影響降解率。由圖7可知，當(dāng)接種量為0.5%時(shí)，菌體的數(shù)量明顯較少，乙醛降解率為（77.8±6.5）%；當(dāng)接種量為2.0%時(shí)，菌體長(zhǎng)勢(shì)最好，菌體濃度最大，乙醛降解率也最大，達(dá)到（935±7.2）%（P<0.05）。隨著接種量的增加，乙醛降解率沒(méi)有顯著變化。當(dāng)接種量為3.0%時(shí)，乙醛降解率有所下降，但較接種量為2.0%時(shí)并沒(méi)有顯著變化（P>0.05）。試驗(yàn)結(jié)果表明，接種量較少時(shí)乙醛降解率較低，可能是由菌體的量較少引起的；接種量過(guò)多時(shí)，菌體的繁殖過(guò)快，濃度達(dá)到一定程度，菌體生長(zhǎng)需氧量增加，而培養(yǎng)基中氧含量有限，導(dǎo)致對(duì)乙醛的利用率下降，從而使乙醛降解率下降。

2.4.5 搖床轉(zhuǎn)速。

搖床的轉(zhuǎn)速不同，培養(yǎng)基溶解的氧的量也有所不同，對(duì)菌體的生長(zhǎng)狀況也存在差異。由圖8可知，搖床轉(zhuǎn)速過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響菌體的生長(zhǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速為40～160 r/mim時(shí)，隨轉(zhuǎn)速的增加，菌體的生長(zhǎng)越來(lái)越好，乙醛降解率也逐漸增加；當(dāng)轉(zhuǎn)速為160 r/min時(shí)，乙醛降解率為（933±65）%；當(dāng)轉(zhuǎn)速為200 r/min時(shí)，乙醛降解率達(dá)到（935±57）%，較轉(zhuǎn)速為160 r/min時(shí)沒(méi)有明顯升高（P>005），若再增加轉(zhuǎn)速，菌體生長(zhǎng)會(huì)受到影響，乙醛降解率也隨之降低。當(dāng)轉(zhuǎn)速為240 r/min時(shí)，菌體的濃度下降，乙醛降解率為（804±6.7）%，這可能是因?yàn)殡S著轉(zhuǎn)速的增加，培養(yǎng)基中溶氧量的增多，抑制了菌體的生長(zhǎng)。研究表明，氧分壓過(guò)高時(shí)會(huì)引起菌體中毒凋亡[15-16]。

3 結(jié)論

乙醛是制造聚酯的重要原料，在農(nóng)藥和化纖行業(yè)用途廣泛。隨著乙醛需求量的日益增加，環(huán)境中所排放的含乙醛廢水廢棄物也日益增多，不僅造成了污染環(huán)境，也嚴(yán)重危害了人類(lèi)的健康。目前，乙醛污染物的處理主要采用物理化學(xué)方法，不僅成本高，處理效果差，而且容易造成二次污染。乙醛作為酒精的中間代謝產(chǎn)物，在人體內(nèi)大量的積累，引發(fā)身體器官產(chǎn)生各種疾病，甚至癌癥的發(fā)生，已經(jīng)成為全球性公共健康問(wèn)題。2014年，全球因飲酒導(dǎo)致的酒精性肝炎而死亡的人數(shù)達(dá)到了350萬(wàn)，占全球每年因疾病死亡總?cè)藬?shù)的5.1%，而與此相關(guān)的疾病多達(dá)200多種[17]。當(dāng)前酒精性疾病的預(yù)防和治療主要依賴(lài)中草藥為原料的解酒產(chǎn)品，解酒效果很差，另外，從動(dòng)植物體內(nèi)提取乙醛脫氫酶作為解酒物質(zhì)，成本則較高提取效率低。自然界中蘊(yùn)含大量有價(jià)值的微生物，尋找并篩選乙醛降解菌，并利用微生物防治和修復(fù)的新思路，開(kāi)發(fā)利用乙醛降解微生物將成為治理乙醛引起的環(huán)境污染以及預(yù)防酒精性疾病的有效途徑。

已有報(bào)道從乙醛廢水或乙醛污染土壤中分離乙醛降解菌，降解乙醛的濃度為1000 mg/L，降解率達(dá)到94%，但用時(shí)48 h[18]，從深海中篩選的乙醛降解菌，可耐受1.5 g/L乙醛，24 h僅能降解350 mg/L乙醛。已報(bào)道希瓦氏菌屬（Shewanella）能夠在28 ℃，培養(yǎng)48 h完全降解200 mg/L乙醛[19]，然而，目前為止，已發(fā)現(xiàn)的乙醛降解菌巴氏醋酸桿菌的乙醛耐受能力最高，為2.0 g/L，24和48 h對(duì)500 mg/L乙醛的降解率分別為77.4%和100%[20]。這些乙醛降解菌對(duì)環(huán)境要就苛刻，對(duì)酸堿及溫度耐受性差。目前，從動(dòng)物體內(nèi)篩選乙醛降解菌還鮮有報(bào)道。筆者從小鼠胃、小腸、結(jié)腸分別篩選出乙醛降解菌TXZ-1、TXZ-2和TXZ-3，經(jīng)測(cè)序鑒定均為糞便球菌，乙醛耐受性及降解能力試驗(yàn)結(jié)果表明，菌株TXZ-3的乙醛耐受能力最強(qiáng)，乙醛耐受濃度為1.6 g/L。該菌株降解乙醛的最適條件為：接種量2.0%，乙醛濃度1.0 g/L，培養(yǎng)溫度35 ℃，pH 7.0，搖床轉(zhuǎn)速160 r/min，培養(yǎng)時(shí)間24 h，乙醛的降解率達(dá)到（93.6 ± 4.9）%。該菌株對(duì)乙醛具有高效快速的降解能力，并且具備適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、所需培養(yǎng)基簡(jiǎn)單、直接以乙醛作為唯一碳源、pH適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，為快速降解乙醛提供了優(yōu)質(zhì)微生物樣本。從動(dòng)物腸道分離出具有高效降解乙醛能力的糞腸球菌，目前尚屬首次，為動(dòng)物體內(nèi)微生物的開(kāi)發(fā)利用提供參考。今后將研究菌株TXZ-3降解乙醛的分子機(jī)制，探索菌株TXZ-3中編碼乙醛脫氫酶的基因，以期為環(huán)境中乙醛的微生物降解以及機(jī)體內(nèi)乙醛的清除提供更可靠的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 方家龍，劉玉瑛.乙醛及其毒性[J].國(guó)外醫(yī)學(xué)（衛(wèi)生學(xué)分冊(cè)），1996（2）：101-105.

[2] KURKIVUORI J，SALASPURO V，KAIHOVAARA P，et al.Acetaldehyde production from ethanol by oral streptococci[J].Oral oncology，2007，43（2）：181-186.

[3] LACHENMEIER D W，SOHNIUS E M.The role of acetaldehyde outside ethanol metabolism in the carcinogenicity of alcoholic beverages：Evidence from a large chemical survey[J].Food and chemical toxicology，2008，46（8）：2903-2911.

[4] SEITZ H K，STICKEL F.Acetaldehyde as an underestimated risk factor for cancer development：Role of genetics in ethanol metabolism[J].Genes and nutrition，2010，5（2）：121-128.

[5] LINDERBORG K，SALASPURO M，VKEVINEN S.A single sip of a strong alcoholic beverage causes exposure to carcinogenic concentrations of acetaldehyde in the oral cavity[J].Food and chemical toxicology，201 49（9）：2103-2306.

[6] GALLI A，PINAIRE J，F(xiàn)ISCHER M，et al.The transcriptional and DNA binding activity of peroxisome proliferatoractivated receptor α is inhibited by ethanol metabolism.A novel mechanism for the development of ethanolinduced fatty liver[J].Journal of biological chemistry，200 276（1）：68-75.

[7] LIEBER C S.Microsomal ethanoloxidizing system（MEOS）：the first 30 years（1968-1998）：A review[J].Alcoholism，clinical and experimental research，1999，23（6）：991-1007.

[8] SURRENTI C，GALLI M.Molecular mechanisms of alcoholinduced liver injury.An Update[J].Minerva gastroenterologica e dietologica，2003，49（2）：95-105.

[9] 何建春.加壓生物法處理乙醛廢水中試研究[D].北京：北京化工大學(xué)，2003.

[10] KHLER H，MCCORMICK B A，WALKER W A.Bacterial enterocyte crosstalk：Cellular mechanisms in health and diseas [J].Journal of pediatric gastroenterology and nutrition，2003，36（2）：175-185.

[11] BARAONA E，JULKUNEN R，TANNENBAUM L，et al.Role of intestinal bacterial overgrowth in ethanol production and metabolism in rats[J].Gastroenterology，1986，90（1）：103-110.

[12] ICHIKAWA H，KUROIWA T，INAGAKI A，et al.Probioticbacteria stimulate gut epithelial cell proliferation in rat [J].Digestive diseases and sciences，1999，44（10）：2119-2123.

[13] DUGGAN C，GANNON J，WALKER W A.Protective nutrients and functional foods for the gastrointestinal tract[J].American journal of clinical nutrition，200 75（5）：789-808.

[14] LANE D J.16S/23S rRNA sequencing[M]//STACKEBRANDT E，GOODFELLOW M.Nucleic acid techniques in bacterial systematics.Chichester：Wiley，1991：115-175.

[15] 強(qiáng)婧，尹華，彭輝，等.蒽降解菌煙曲霉A10的分離及降解性能研究[J].環(huán)境科學(xué)，2009，30（5）：1298-1305.

[16] 孔芳，郭鳳獻(xiàn)，吳木章，等.一株甲醛降解菌的篩選及降解特性的研究[J].微生物學(xué)通報(bào)，2014，41（6）：1244-125.

[17] World Health Organization.Global status report on alcohol and health[R].2014.

[18] 田靜，李爾煬.乙醛降解菌的分離鑒定及降解特性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（35）：11502-11503.

[19] LIU Y，SHANG X X，YI Z W，et al.Shewanella mangrove sp.nov.，an acetaldehyde-degrading bacterium isolated from mangrove sediment [J].International journal of systematic and evolutionary microbiology，2015，65（8）：2630-2634.

[20] 蔡志強(qiáng)，趙希岳，王利群，等.一株乙醛耐冷降解菌A27的分離鑒定和降解特性的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（8）：12078-12079.