生物表面活性剂产生菌的分离鉴定及其对环境污染物生物降解的促进作用

【摘要】： 生物表面活性剂是具有高表面活性的生物大分子。由于其物理性质和化学结构与许多人工合成的表面活性剂相似,并且对土壤、淡水、海洋等生态系统无毒性或毒性较低,因而在环境污染治理方面,特别是在重金属和石油等污染环境的生物修复方面具有极大的应用潜力。 本文从山东胜利油田石油污染土壤中分离、筛选获得两株能够高效产生生物表面活性剂的菌株Y8A和BHSN。经形态观察、生理生化特性测定及其16S rDNA序列分析,初步鉴定为芽孢杆菌属Bacillus sp.和不动杆菌属Acinetobacter sp.。对其发酵条件优化结果如下:在LB培养基中加入20 mg·L~(-1)的Fe~(2+)和Ca~(2+),1%的乳糖,在温度为30℃、pH值为7.5、装液量为50 mL的条件下,Y8A产生表面活性剂的能力最强,发酵液表面张力值从65 mN·m~(-1)降到23.5 mN·m~(-1)。BHSN菌株生长和产表面活性剂的最适温度为25～30℃,最适pH为7.5。LB培养基中添加终浓度为10 g·L~(-1)的麦芽糖有利于表面活性剂的合成,在装液量为25 ml的条件下,BHSN产生表面活性剂的能力最强,发酵液表面张力值从65 mN·m~(-1)降到28.6 mN·m~(-1)。 菌株Y8A和BHSN的发酵液经过初步分离、提纯得到生物表面活性剂粗品,产量分别为5.05 g·L~(-1)和3.47 g·L~(-1),CMC值分别为30 mg·L~(-1)和40 mg·L~(-1)。经过TLC和FT-IR分析测定,初步判定为脂肽类生物表面活性剂。对其乳化特性进行研究发现Y8A、BHSN发酵液的乳化性能稳定,增溶效果良好。 从山东胜利油田石油污染土壤中分离、筛选获得能够降解石油中烷烃成分的菌株Y1D和降解石油中芳香烃成分的菌株F1-1。石油污染的土壤生物修复实验表明Y8A能够促进烷烃降解菌Y1D和芳香烃降解菌F1-1对石油的降解,使Y1D和F1-1对石油的降解率分别从单独培养时的48.13%、43.69%上升到混合培养时的79.62%、74.51%。 生物表面活性剂产生菌Y8A能促进功夫菊酯降解菌株ZZH对功夫菊酯的降解,使功夫菊酯的降解率从单独培养时的38.7%显著提高到共培养时的87.7%,降解时间也缩短到原来的5/6。