一种光照促进微生物降解废弃羽毛的方法

：本发明属于废弃物资源化利用领域，具体涉及一种光照促进微生物降解废弃羽毛的方法。

背景技术：

1、废弃羽毛是畜禽养殖业和和屠宰工业的主要副产物之一，年产量巨大。同时废弃羽毛含有90％以上的角蛋白，是一种廉价易得的的大体量蛋白资源，在动物饲料、生物肥料、医药材料和吸附材料等领域具有广泛的应用价值。然而，废弃羽毛中的角蛋白结构由于存在丰富的二硫键和氢键等交联作用，使得羽毛的结构非常致密。常规的物理化学方法往往会导致环境污染、成本高昂以及营养价值损失等问题。与此相比，普通的蛋白酶很难破坏这些交联的交联键，并且利用酶法处理羽毛的成本较高。因此，采用微生物处理废弃羽毛使其转化为高附加值产品具有避免二次污染、保持营养价值不被破坏以及微生物产生新的益生代谢产物等优势，逐渐发展成为一种具有绿色经济潜力的有效措施。但微生物降解废弃羽毛的低速率仍然是制约其规模化应用的主要因素。

2、通常，光合细菌具备直接利用光能进行自身代谢和降解有机物(如石油烃、农药、苯酚、氯苯)的能力，使其能够灵活改变代谢类型以适应不同的生存环境。与之相比，非光合微生物由于缺乏完整的光合装置，如参与光合作用的色素和酶，通常无法直接利用光能进行细胞合成。然而，研究发现光能是一种重要的且广泛存在的环境信号因子，可能会影响非光合微生物的代谢途径产生影响，间接地参与非光合细菌(如氧化亚铁硫杆菌等)的生长。例如，在光照诱导条件下，厌氧氨氧化细菌通过形成的中间代谢物如活性氧和糖原的积累而改变代谢途径，进而促进胞外电子传递和增强厌氧氨氧化污泥的活性。另外，外源的h2o2在光照诱导下引发痕量h2o2的产生，会引发细胞色素c过氧化物酶的表达，通过吸收细胞外非发酵有机物的电子来合成nadh和atp，从而加速厌氧氨氧化菌群对氮的利用。此外，一些天然的有机物在光照下可以改变分子构象，并与非光合细菌(如脱氮硫杆菌)发生相互作用。

3、然而，目前尚未有关于光照对非光合微生物降解废弃羽毛等角蛋白生物质的研究报道。探究光照对微生物降解羽毛的作用将进一步拓宽废弃羽毛的绿色处理措施，加快废弃羽毛的资源化利用进程。

技术实现思路

1、针对上述废弃羽毛资源化利用技术的不足，本发明提供了一种光照促进微生物降解废弃羽毛的方法。本发明在非光合微生物降解废弃羽毛过程中提供了光照，从而加速废弃羽毛的降解。

2、为实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：

3、一种光照促进微生物降解废弃羽毛的方法，在非光合微生物降解废弃羽毛过程中提供了光照。

4、优选，所述的非光合微生物是异常威克汉姆酵母菌。

5、优选，按体积比3～11％将非光合微生物种子液接种至羽毛降解培养基中，在25～38℃、160～240rpm，及在日光灯和照射距离为15～30厘米的条件下培养1-2天，获得羽毛的降解液。

6、优选，所述的非光合微生物涂布在lb或ypd固体培养基中，在25～38℃培养箱培养1-2天。挑取菌落转移到相应的液态培养基，在25～38℃和160～240rpm条件下培养过夜，制备种子液。

7、优选，所述的羽毛降解培养基，按质量分数计，包括0.02～0.1％ nacl、0.01～0.09％ kh2po4、0.1～0.5％ feso4·7h2o、0.01～0.09％ mgcl2·6h2o、0.1～0.5mg/l生物素、1.0％废弃羽毛，ph为7.5～11，余量为水，121℃灭菌15min。

8、本发明具有以下的优点：

9、(1)光照增强微生物产生的角蛋白酶的酶活，进而提高了废弃羽毛的降解效率。

10、(2)拓宽了废弃羽毛的绿色处理方式，加快其资源化利用进程。

11、(3)废弃羽毛的降解效率显著提高，操作简单且无污染，在其它含有角蛋白废弃物的生物处理中具有推广应用的潜力。

技术特征：

1.一种光照促进微生物降解废弃羽毛的方法，其特征在于，在非光合微生物降解废弃羽毛过程中提供了光照。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的非光合微生物是异常威克汉姆酵母菌。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，按体积比3～11％将非光合微生物种子液接种至羽毛降解培养基中，在25～38℃、160～240rpm，及在日光灯和照射距离为15～30厘米的条件下培养1-2天，获得羽毛的降解液。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述的非光合微生物涂布在lb或ypd固体培养基中，在25～38℃培养箱培养1-2天。挑取菌落转移到相应的液态培养基，在25～38℃和160～240rpm条件下培养过夜，制备种子液。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的羽毛降解培养基，按质量分数计，包括0.02～0.1％nacl、0.01～0.09％kh2po4、0.1～0.5％feso4·7h2o、0.01～0.09％mgcl2·6h2o、0.1～0.5mg/l生物素、1.0％废弃羽毛，ph为7.5～11，余量为水，121℃灭菌15min。

技术总结
本发明公开了一种光照促进微生物降解废弃羽毛的方法。在非光合微生物降解废弃羽毛过程中提供了光照。该方法通过增强微生物产生角蛋白酶的酶活，显著提高微生物降解废弃羽毛的降解效率。本发明操作简单且无污染，拓宽了废弃羽毛的绿色处理方式，且在其它含有角蛋白废弃物的生物处理中具有推广应用的潜力。

技术研发人员：王钦庆,李清心,吴金川
受保护的技术使用者：广东省科学院生物与医学工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27