[發明專利]一株可降解苯酚的厭氧產電菌株及其應用

有效

• 申請號: 201910656579.X
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110317759B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 燕紅;李金達;郭改娟
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C02F3/34;H01M8/16;C02F101/34;C12R1/01
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一株可降解苯酚的厭氧產電菌株及其應用，涉及一株厭氧產電菌株及其應用。是要解決現有苯酚降解菌株應用到MFC中，MFC的庫倫效率較低的問題。該菌株為腸桿菌Enterobacter sp.A4，保藏在中國典型培養物保藏中心，保藏日期為2019年4月11日，保藏編號為CCTCC No：M 2019249。利用該菌株構建微生物燃料電池降解苯酚，用于提高微生物燃料電池的庫倫效率。本發明用于降解廢水中的苯酚污染物。

技術領域

本發明涉及一株厭氧產電菌株及其應用。

背景技術

苯酚是原生質高毒芳香化合物，常被用作為化工產業的原料和反應的中間體。酚類化學結構穩定難于降解，直接排放會對生物體及環境造成嚴重危害。目前處理含酚廢水的方法有物理法(吸附法、溶劑萃取法)、化學法(氧化法、沉淀法和光催化法)、生物法(活性污泥法、酶處理法)等。物理法和化學法適用于高濃度的含酚廢水，且有投資高、損耗大的缺點，而生物處理法處理含酚廢水是一種低成本的環境友好型污染修復方式。近年來，微生物降解苯酚的研究中，從酚類污染的環境中篩選分離出來的苯酚降解菌有假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)、惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida)、球形芽抱桿菌(Bacillussphaericus)、紅球菌(Rhodococcus sp.)、根瘤菌(Rhizobia)、不動桿菌(Acinetobactersp.)、睪丸酮叢毛單胞菌(Comamonas testoterone)、蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)等。

然而這些菌株不適宜應用到微生物燃料電池(MFC)降解苯酚中，庫倫效率是反映MFC降解有機物用來產電部分所占的比例，庫倫效率越大，電池能量的轉化率越高。現有的苯酚降解菌株應用到MFC中，MFC的庫倫效率較低，進而影響電池能量的轉化率。

發明內容

本發明是要解決現有苯酚降解菌株應用到MFC中，MFC的庫倫效率較低的問題，提供一株可降解苯酚的厭氧產電菌株及其應用。

本發明可降解苯酚的厭氧產電菌株為腸桿菌Enterobacter sp.A4，保藏在中國典型培養物保藏中心(CCTCC)，保藏地址是武漢市武漢大學，保藏日期為2019年4月11日，保藏編號為CCTCC No：M 2019249。

本發明的腸桿菌Enterobacter sp.A4為革蘭氏陰性菌，直桿狀，菌體大小為(1.1～1.5μm)×(2.0～6.0μm)，單個或成對，以周生鞭毛運動或不運動，無芽胞，無莢膜，兼性厭氧，在麥康凱平板培養基上形成紅色較大的菌落。

本發明的腸桿菌Enterobacter sp.A4可分解葡萄糖、乳糖產酸產氣，乙酸鹽可作為唯一碳源利用，但不能利用檸檬酸鹽。H₂S實驗陰性，吲哚實驗陰性，甲基紅實驗陰性，V-P實驗陽性，枸櫞酸鹽利用試驗為陽性。氧化酶陰性，苯丙氨酸脫氨酶試驗陰性，鳥氨酸、精氨酸雙水解酶均為陽性，賴氨酸脫羧酶陰性。

本發明的腸桿菌Enterobacter sp.A4能夠以NH₄NO₃作為最佳氮源，以蔗糖作為最佳碳源，最佳初始pH值為8，最適生長溫度為37℃。該菌株降解苯酚的最適溫度為23℃。最佳接種量為10％。

本發明腸桿菌A4通過16S rDNA序列比對分析，與腸桿菌屬(Enterobacter sp.)內各種之間有極高的同源性，同源性為99.5％以上。通過結合菌體形態特征、生長條件、生理生化鑒定結果確定腸桿菌A4屬于腸桿菌屬(Enterobacter sp.)。

本發明將含苯酚的厭氧段工業廢水樣品為研究樣品，從處于穩定期的MFC的陽極中分離純化、篩選出可高效降解苯酚的厭氧產電微生物；對其進行鑒定，并對篩選出的菌株的生長條件和苯酚降解條件進行優化，以獲得該菌株最適宜生長及苯酚降解的條件。最后應用于MFC中，從而取得更加優越的性能，也為酚類等難降解有機物的高效低耗處理提供思路。