一种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物技术和环境污染治理领域，涉及利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法。
【背景技术】
[0002]磺胺甲恶唑(SMX)作为磺胺类的代表药物，广泛应用于畜牧业和水产养殖业。国内外已有研究报道在河流湖泊、地下水、污水处理厂以及医院废水中检测到ng/L?mg/L浓度的SMX。人工合成的SMX在自然环境中不易降解，长期存在于环境中导致微生物产生耐药性和抗性基因的扩散，严重威胁人类健康。目前生物降解是去除水体环境中磺胺甲恶唑的主要方法，利用污水处理厂的活性污泥或河流湖泊的沉积泥中的天然混菌群，它们以SMX作为碳源和能源物质生长的同时降解SMX。活性污泥生物降解磺胺类药物存在的问题有处理过程周期长，降解效率低和性能不稳定等。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法。
[0004]本发明的技术方案概述如下:
[0005]—种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0006](I)种子培养:将保藏编号为CGMCC N0.1.767的粪产碱杆菌(Alcaligenesfaecal is)在种子培养基中培养，得到一级种子;一级种子在种子培养基中培养，得到二级种子；
[0007](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液，所述含有维生素的基础无机盐培养基以g/L计组成= FeSO4.7H20 O-11MgSO4.7H20 1.5, (NH4)2SO4 5.0, Na2EDTA.2H20 0.095, CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖10，醋酸钠10，维生素0.001?0.1，余量为水；
[0008](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54Q为0.1?0.3接入步骤(2)获得的10mL降解液中，在转速为200?240rpm，温度为28?32°C条件下发酵40?50小时。
[0009]所述维生素为维生素C、维生素B2、维生素B6或维生素Bi2。
[0010]本发明优点:
[0011]本发明是在粪产碱杆菌降解磺胺甲恶唑过程中添加维生素，相比于未添加维生素的基础无机盐培养基，显著促进SMX的降解，使SMX的浓度降到更低的浓度。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体实施例对本发明进一步说明:
[0013]本发明涉及的奠产碱杆菌(Alcaligenesfaecalis)，购买于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号:CGMCC N0.1.767。
[0014]实施例1
[0015]种子培养基的配制
[0016]种子培养基成分以g/L计:牛肉提取物3，NaCl5，蛋白胨10，pH为7.0，121°C蒸汽灭菌20mino
[0017]实施例2
[0018]一种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0019](I)种子培养:将保藏编号为CGMCC N0.1.767的粪产碱杆菌(Alcaligenesfaecalis)在实施例1配制的种子培养基中培养，得到一级种子;一级种子在实施例1配制的种子培养基中培养，得到二级种子；
[0020](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述含有维生素的基础无机盐培养基以 g/L 计组成:FeS(k.7H20 0.1 ,MgSO4.7H20 1.5 , (NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，维生素C 0.001，余量为水；
[0021](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.2接入步骤(2)获得的10mL降解液中，在转速为220rpm，温度为30 °C条件下发酵45小时。
[0022]检测，SMX浓度为 4.89mg/L。
[0023]实施例3
[0024]—种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0025](I)种子培养，同实施例2步骤(I);
[0026](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述含有维生素的基础无机盐培养基以 g/L 计组成:FeS(k.7H20 0.1 ,MgSO4.7H20 1.5 , (NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，维生素C 0.1，余量为水；
[0027](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.1接入步骤(2)获得的10mL降解液中，在转速为200rpm，温度为28 °C条件下发酵50小时。
[0028]检测，SMX浓度为 2.70mg/L。
[0029]实施例4
[0030]—种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0031 ] (I)种子培养，同实施例2步骤(I);
[0032](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述含有维生素的基础无机盐培养基以 g/L 计组成:FeS(k.7H20 0.1 ,MgSO4.7H20 1.5 , (NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，维生素C 0.01，余量为水；
[0033](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.3接入步骤(2)获得的10mL降解液中，在转速为240rpm，温度为32°C条件下发酵40小时。
[0034]检测，SMX浓度为 4.38mg/L。
[0035]实施例5
[0036]—种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0037](I)种子培养，同实施例2步骤(I)
[0038](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述含有维生素的基础无机盐培养基以 g/L 计组成:FeS(k.7H20 0.1 ,MgSO4.7H20 1.5 , (NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，维生素B2 0.001，余量为水；
[0039](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.2接入步骤(2)获得的10mL降解液中，在转速为220rpm，温度为30 °C条件下发酵45小时。
[0040]检测，SMX浓度为 5.23mg/L。
[0041 ] 实施例6
[0042]—种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0043](I)种子培养，同实施例2步骤(I)
[0044](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述含有维生素的基础无机盐培养基以 g/L 计组成:FeS(k.7H20 0.1 ,MgSO4.7H20 1.5 , (NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，维生素B2 0.1，余量为水;
[0045](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.1接入步骤(2)获得的10mL降解液中，在转速为200rpm，温度为28 °C条件下发酵50小时。
[0046]检测，SMX浓度为 5.93mg/L。
[0047]实施例7
[0048]—种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0049](I)种子培养，同实施例2步骤(I);
[0050](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述含有维生素的基础无机盐培养基以 g/L 计组成:FeS(k.7H20 0.1 ,MgSO4.7H20 1.5 , (NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，维生素B2 0.01，余量为水；
[0051](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.3接入步骤(2)获得的10mL降解液中，在转速为240rpm，温度为32°C条件下发酵40小时。
[0052]检测，SMX浓度为 3.62mg/L。
[0053]实施例8
[0054]—种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0055](I)种子培养，同实施例2步骤(I);
[0056](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述含有维生素的基础无机盐培养基以 g/L 计组成:FeS(k.7H20 0.1 ,MgSO4.7H20 1.5 , (NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，维生素B6 0.001，余量为水；
[0057](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.2接入步骤(2)获得的10mL降解液中，在转速为220rpm，温度为30 °C条件下发酵45小时。
[0058]检测，SMX浓度为 3.50mg/L。
[0059]实施例9
[0060]一种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0061 ] (I)种子培养，同实施例2步骤(I);
[0062](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述含有维生素的基础无机盐培养基以 g/L 计组成:FeS(k.7H20 0.1 ,MgSO4.7H20 1.5 , (NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，维生素B6 0.1，余量为水;
[0063](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.1接入步骤(2)获得的10mL降解液中，在转速为200rpm，温度为28 °C条件下发酵50小时。
[0064]检测，SMX浓度为 2.78mg/L。
[0065]实施例10
[0066]—种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0067](I)种子培养，同实施例2步骤(I);
[0068](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述含有维生素的基础无机盐培养基以 g/L 计组成:FeS(k.7H20 0.1 ,MgSO4.7H20 1.5 , (NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，维生素B6 0.01，余量为水；
[0069](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.3接入步骤(2)获得的10mL降解液中，在转速为240rpm，温度为32°C条件下发酵40小时。
[0070]检测，SMX浓度为3.12mg/L。
[0071]实施例11
[0072]—种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0073](I)种子培养，同实施例2步骤(I);
[0074](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述含有维生素的基础无机盐培养基以 g/L 计组成:FeS(k.7H20 0.1 ,MgSO4.7H20 1.5 , (NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，维生素Bi2 0.001，余量为水;
[0075](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.2接入步骤
(2)获得的10mL降解液中，在转速为220rpm，温度为30 °C条件下发酵45小时。
[0076]检测，SMX浓度为 4.00mg/L。
[0077]实施例12
[0078]—种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0079](I)种子培养，同实施例2步骤(I);
[0080](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述含有维生素的基础无机盐培养基以 g/L 计组成:FeS(k.7H20 0.1 ,MgSO4.7H20 1.5 , (NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，维生素Bi2 0.1，余量为水;
[0081](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.1接入步骤
(2)获得的10mL降解液中，在转速为200rpm，温度为28 °C条件下发酵50小时。
[0082]检测，SMX浓度为 3.98mg/L。
[0083]实施例13
[0084]—种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤:
[0085](I)种子培养，同实施例2步骤(I);
[0086](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述含有维生素的基础无机盐培养基以 g/L 计组成:FeS(k.7H20 0.1 ,MgSO4.7H20 1.5 , (NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20 0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，维生素Bi2 0.01，余量为水；
[0087](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.3接入步骤
(2)获得的10mL降解液中，在转速为240rpm，温度为32°C条件下发酵40小时。
[0088]检测，SMX浓度为 3.83mg/L。
[0089]实施例14
[0090]对比例，包括如下步骤:
[0091 ] (I)种子培养，同实施例2步骤(I);
[0092](2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL基础无机盐培养基中配成降解液(降解液中磺胺甲恶唑的浓度为50mg/L)，所述基础无机盐培养基以g/L计组成:FeS04*7H20 0.11MgSO4.7H20 I.5，(NH4)2SO4 5.0,Na2EDTA.2H20 0.095,CaCl2.2H20
0.075,Na2HPO4 40,KH2PO4 30，葡萄糖 10，醋酸钠 10，余量为水；
[0093](3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.2接入步骤
(2)获得的10mL降解液中，在转速为220rpm，温度为30 °C条件下发酵45小时。
[0094]检测，SMX浓度为 20.41mg/L。
[0095 ] SMX的浓度的检测方法是高效液相。
[0096] 高效液相色谱所用的色谱柱为C18柱(250X4.6mm，5μm)，进样量为10μL，流动相为乙腈:0.1 %甲酸水溶液=40:60，流速为ImL.min—1，检测波长为265nm，柱温维持在30°C。
【主权项】
1.一种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，其特征包括如下步骤: (1)种子培养:将保藏编号为CGMCCN0.1.767的粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)在种子培养基中培养，得到一级种子;一级种子在种子培养基中培养，得到二级种子； (2)降解液配制:将磺胺甲恶唑生产排放废水SOmL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液，所述含有维生素的基础无机盐培养基以g/L计组成= FeSO4.7H20O-11MgSO4.7H20 1.5, (NH4)2SO4 5.0, Na2EDTA.2H20 0.095, CaCl2.2H20 0.075 ,Na2HPO440,KH2PO4 30，葡萄糖10，醋酸钠10，维生素0.001?0.1，余量为水； (3)发酵降解:将步骤(I)获得的粪产碱杆菌二级种子以初始OD54q为0.1?0.3接入步骤(2)获得的10mL降解液中，在转速为200?240rpm，温度为28?32°C条件下发酵40?50小时。2.根据权利要求1所述的一种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，其特征是所述维生素为维生素C、维生素B2、维生素B6或维生素Bi2。
【专利摘要】本发明公开了一种利用维生素提高磺胺甲恶唑生物降解的方法，包括如下步骤：(1)种子培养：将保藏编号为CGMCC NO.1.767的粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)在种子培养基中培养，得到一级种子；一级种子在种子培养基中培养，得到二级种子；(2)降解液配制：将磺胺甲恶唑生产排放废水80mL加入到20mL含有维生素的基础无机盐培养基中配成降解液；(3)发酵降解：将步骤(1)获得的粪产碱杆菌二级种子接入100mL降解液中，发酵。本发明是在粪产碱杆菌降解磺胺甲恶唑过程中添加维生素，相比于未添加维生素的基础无机盐培养基，显著促进SMX的降解，使SMX的浓度降到更低的浓度。
【IPC分类】C02F103/36, C12R1/05, C02F3/34, C12N1/20
【公开号】CN105713856
【申请号】CN201610107161
【发明人】程景胜, 张艺碧, 元英进, 周娇
【申请人】天津大学