一种固定化藻毒素降解菌的制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种固定化藻毒素降解菌的制备方法及其应用，固定化藻毒素降解菌选用活性碳纤维作为固定化材料，所述固定化材料经过洗涤、煮沸、盐酸浸泡及烘干等预处理步骤后，按一定的比值加入到LB培养基中，然后再接种降解微囊藻毒素菌株，进行固定化培养得到固定化藻毒素降解菌，本发明固定化藻毒素降解菌在应用中，活性炭纤维吸附藻毒素的同时，固定在活性炭纤维上的藻毒素降解菌可以降解藻毒素，可大幅度缩短降解MCs的时间，同时可对活性炭纤维进行生物再生。本发明降解微囊藻毒素的菌株，对?MC-LR?的降解率可达到?91%以上。尤其适用于对蓝藻水华提取藻胆蛋白过程中产生的微囊藻毒素降解。
【专利说明】一种固定化藻毒素降解菌的制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及水处理、环境污染治理领域，特别是一种用于通过生物化学方法去除蓝藻水华提取藻胆蛋白过程中产生的微囊藻毒素的固定化藻毒素降解菌及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近几年，巢湖每年都暴发以铜绿微囊藻为主的“水华”，有时达到数公分厚，腐败分解后，发出恶臭，严重破坏水体及周围环境，为消除巢湖蓝藻污染，大量的蓝藻被打捞上来，打捞上来的蓝藻的资源化利用已成为重点研究课题。水华蓝藻中含有丰富的藻蓝蛋白，藻蓝蛋白是一种宝石蓝色的天然色素，被广泛应用于食品，饮料，医药，化妆品行业，但是目前国内外主要从淡水养殖的螺旋藻中提取藻蓝蛋白，其成本昂贵，限制了藻蓝蛋白的应用发展。同时，由于巢湖爆发的水华蓝藻以铜绿微囊藻为主，铜绿微囊藻中含有微囊藻毒素，虽然微囊藻毒素存在于细胞内，但从蓝藻中提取藻蓝蛋白必须破壁，一旦破裂微囊藻毒素就释放到水体中，微囊藻毒素性质稳定，是一种致肝癌毒素，对人体具有极大的危害。因此利用蓝藻提取藻蓝蛋白的工业化生产必须将微囊藻毒素去除。
[0003]目前微囊藻毒素的去除方法主要有物理方法，化学方法等，MCs(微囊藻毒素)为环状七肽化合物，具有间隔双键，结构稳定，传统的水处理工艺很难将其从水中去除。目前消除水体中微囊藻毒素的方法主要有活性炭吸附、光降解与光催化氧化、化学氧化、膜过滤、生物降解等技术。但物理法和化学法在实际应用中各自存在着一定的局限性，如化学氧化法会产生二次污染，膜过滤法的成本较高等。
【发明内容】
[0004]本发明的目的主要在于提供一种固定化藻毒素降解菌的制备方法及其应用，该固定化藻毒素降解菌不仅成本低、而且对微囊藻毒素降解彻底，特别是对蓝藻水华提取藻胆蛋白过程中产生的微囊藻毒.素降解效果尤为明显。
[0005]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种固定化藻毒素降解菌的制备方法，其特点在于包括如下步骤:
[0007]I)固定化载体制备:以活性炭纤维作为固定化载体，所述活性炭纤维预处理步骤为:将活性炭纤维材料用超纯水轻轻荡洗除去杂质，放入烧杯中，加入超纯水煮沸l.0h，然后使用质量浓度10%的盐酸浸泡24h，取出，用超纯水洗至中性后放入烘箱，在140°C温度下烘至恒重，取出，置于干燥密闭容器中待用；
[0008]2)固定化藻毒素降解菌制备:选用LB培养基为降解微囊藻毒素菌的营养培养基；按2.0-10g/L比例向LB培养基加入经步骤2)处理的活性炭纤维材料，在121°C高温下灭菌20min，待温度降至室温，接种可降解微囊藻毒素的菌株，于摇床中培养3d，摇床转速150r/min,温度为30°C，待菌种充分固定在活性炭纤维材料上后，取出，用PBS缓冲液洗涤，即得固定化藻毒素降解菌。
[0009]本发明所述可降解微囊藻毒素的菌株，选自保藏号为CCTCC M 2013265的菌株。[0010]本发明另一目的是保护按上述方法制备获得的固定化藻毒素降解菌在蓝藻水华藻胆蛋白提取纯化过程中去除微囊藻毒素的应用。
[0011]与已有技术相比，本发明有益效果体现在:
[0012]1、本发明固定化藻毒素降解菌选用活性碳纤维作为固定化材料，将该菌株进行固定化培养，活性炭纤维吸附藻毒素的同时，固定在活性炭纤维上的藻毒素降解菌可以降解藻毒素，可大幅度增加微囊藻毒素的降解率，提高藻毒素降解菌对不利因素的耐受性，同时对活性炭纤维进行生物再生。
[0013]2、本发明采用活性碳纤维作为降解菌的载体，由于活性炭纤维具有发达的微孔结构、优异的吸附性能、较高的机械强度和良好的生物相容性，因此由该载体制备的固定化藻毒素降解菌具有微生物密度高、反应迅速、微生物流失少等优点。
[0014]3、本发明从巢湖沉积物中筛选出一株能够降解微囊藻毒素的菌株，经鉴定属于腊状芽孢杆菌，用该菌株制备得到的固定化藻毒素降解菌对MC-LR (微囊藻毒素-LR)的降解率达到90%以上。
[0015]本发明使用的可降解微囊藻毒素的菌株是从巢湖沉积物中筛选得到，其名称为腊状芽孢杆菌M9 ;保藏号:CCTCC NO: M2013265 ;保藏单位:中国典型培养物保藏中心；保藏日期:2013年6月16日；保藏地址:中国武汉大学
【具体实施方式】
[0016]以下通过具体实施例对本发明技术方案做进一步解释说明。
[0017]以下实施例中的活性炭纤维比表面积为1600-1800 m2/g ;降解菌为保藏号为CCTCC M 2013265 的菌株。
[0018]实施例1:固定 化藻毒素降解菌的制备
[0019]第一步:固定化载体——活性炭纤维预处理:活性炭纤维材料用超纯水轻轻荡洗若干遍以除去附着杂质，放入烧杯中，加入超纯水煮沸1.0h，然后使用质量浓度10%盐酸浸泡过夜，取出，用超纯水洗至中性后放入烘箱，在140°c温度下烘至恒重，取出，置于干燥密闭容器中待用。
[0020]第二步:固定化藻毒素降解菌:配置营养培养基，营养培养基选用LB培养基，其组成为胰蛋白胨10.0g，酵母提取物5.0g，氯化钠10.0g，蒸馏水lOOOmL，调节pH为7.0 ;称取一定质量(按10g/L的比例)的已经过第一步处理的活性炭纤维材料加入该营养培养基中，在121°C高温下灭菌20min，待温度降至室温，接种藻毒素降解菌，接种量为10%，于摇床中培养3d，摇床转速150r/min，温度为30°C，待菌种充分固定在活性炭纤维材料上后，取出，用PBS缓冲液洗涤，即得固定化藻毒素降解菌。
[0021]第三步:将固定化藻毒素降解菌加入含有藻毒素的水样中，定时取样测量处理效果O
[0022]实施例2固定化藻毒素降解菌在蓝藻水华藻胆蛋白提取纯化过程中去除微囊藻毒素的应用。
[0023]I)从富营养化水体中采集打捞蓝藻，经过冻融，盐析，双水相萃取，超滤浓缩纯化得到藻蓝蛋白，采用固相萃取一高效液相色谱法测定藻蓝蛋白提取纯化过程中的废液，废渣中所含微囊藻毒素的含量，检测结果显示微囊藻毒素主要存在于超滤的滤出液中，且浓度很高，其中MC-LR达到11.2mg/L。
[0024]2)将实施例1所得的固定化藻毒素降解菌加入步骤I)中含有微囊藻毒素-LR的超滤液中，3d后取样测量处理效果。结果如下:
[0025]1、不同活性炭纤维用量制备的固定化藻毒素降解菌对微囊藻毒素-LR的去除效果
[0026]测试水样:微囊藻毒素-LR初始浓度为6.8mg/L, pH值为8，温度30°C。
[0027]当活性炭纤维用量用量为2.0 g/L -10.0 g/L时，微囊藻毒素-LR去除率随着活性炭纤维用量的增加而上升(77.3% -92.9%);当用量多于10.0g/L后，微囊藻毒素-LR去除率开始呈下降趋势。
[0028]2、不同pH条件下固定化藻毒素降解菌对微囊藻毒素-LR的去除效果
[0029]固定化藻毒素降解菌:活性炭纤维用量10g/L
[0030]测试水样:微囊藻毒素-LR初始浓度为6.8mg/L，温度30°C。
[0031]当pH为5-9时，固定化藻毒素降解菌的藻毒素去除率为87.2%_91.1% ;在酸性条件下，固定化菌的藻毒素降解活性依然较高，微囊藻毒素-LR去除率依然保持在较高水平，当PH为8时，固定化藻毒素菌的微囊藻毒素-LR去除率达到到最高值91.1%。
[0032]3、不同温度条件下固定化藻毒素降解菌对微囊藻毒素-LR的去除效果
[0033]固定化藻毒素降解菌:活性炭纤维用量10g/L.[0034]测试水样:微囊藻毒素-LR初始浓度为6.8mg/L, pH值为8。
[0035]当温度在10_35°C时，固定化藻毒素降解菌受温度的影响较小，对微囊藻毒素-LR的去除率则为79.1-92.7%，在低温条件下，固定化菌组的微囊藻毒素-LR降解活性依然较高，微囊藻毒素-LR去除率依然保持在较高水平。
[0036]4、不同藻毒素初始浓度下固定化藻毒素降解菌对藻毒素的去除效果
[0037]固定化藻毒素降解菌:活性炭纤维用量10g/L
[0038]测试水样:温度35 °C，pH值为8。
[0039]当藻毒素初始浓度为1.7-13.6 g/L时，固定化藻毒素降解菌的去除率为78.8%-93.6%，且藻毒素去除率随着藻毒素浓度的升高而呈总体上升趋势。
【权利要求】
1.一种固定化藻毒素降解菌的制备方法，其特征在于包括如下步骤: 1)固定化载体制备:以活性炭纤维作为固定化载体，所述活性炭纤维预处理步骤为:将活性炭纤维材料用超纯水轻轻荡洗除去杂质，放入烧杯中，加入超纯水煮沸1.0h，然后使用质量浓度10%的盐酸浸泡24h，取出，用超纯水洗至中性后放入烘箱，在140°C温度下烘至恒重，取出，置于干燥密闭容器中待用； 2)固定化藻毒素降解菌制备:选用LB培养基为降解微囊藻毒素菌的营养培养基；按2.0-10g/L比例向LB培养基加入经步骤2)处理的活性炭纤维材料，在121°C高温下灭菌20min，待温度降至室温，接种可降解微囊藻毒素的菌株，于摇床中培养3d，摇床转速150r/min,温度为30°C，待菌种充分固定在活性炭纤维材料上后，取出，用PBS缓冲液洗涤，即得固定化藻毒素降解菌。
2.根据权利要求1所述的一种固定化藻毒素降解菌的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述可降解微囊藻毒素的菌株其保藏号为=CCTCC M 2013265。
3.按权利要求1或2方法制备获得的固定化藻毒素降解菌在蓝藻水华藻胆蛋白提取纯化过程中去除微囊藻毒素的应用。
【文档编号】C12N11/14GK103436518SQ201310299001
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年7月15日 优先权日:2013年7月15日
【发明者】李玉成, 袁媛, 吴涓, 王宁 申请人:安徽大学