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1株陽離子藍(lán)染料高效脫色菌的分離鑒定及特性研究

2018-02-26 07:57張崇淼張琪雯
微生物學(xué)雜志 2018年6期
關(guān)鍵詞:偶氮芽胞脫色

張 璐,張崇淼*,牟 霄,張琪雯

(1.西安建筑科技大學(xué) 環(huán)境與市政工程學(xué)院 西北水資源與環(huán)境生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 陜西省環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710055;2.陜西省食品藥品監(jiān)督檢驗(yàn)研究院,陜西 西安 710065)

陽離子染料又稱堿性染料或鹽基性染料,主要用于腈綸纖維的染色。根據(jù)染料分子中陽離子電荷與發(fā)色團(tuán)共軛體的組成形式,可將其劃分為隔離型和共軛型兩大類[1],絕大多數(shù)陽離子染料屬于后者。陽離子藍(lán)是共軛型陽離子染料的典型代表,具有著色力強(qiáng)、耐曬牢度高等優(yōu)點(diǎn),其發(fā)色團(tuán)共軛體中有偶氮鍵、芳環(huán)和含氮雜環(huán)[2]。我國是陽離子染料生產(chǎn)和使用的主要國家,每年產(chǎn)量占染料生產(chǎn)總量的20%~30%。陽離子染料在生產(chǎn)和使用過程中容易流失[3],廢水的色度高達(dá)幾萬至幾十萬,可生化性差[4],給環(huán)境治理帶來嚴(yán)重威脅。目前用于處理陽離子藍(lán)染料廢水的方法包括吸附法[5-6]、氧化法[7-9]和電化學(xué)法[10-11]等,但大都存在處理成本高、易造成二次污染的缺點(diǎn)。采用生物處理技術(shù)可以有效地解決上述問題,但由于陽離子染料難生化降解的特性,故常需要使用特定的功能菌才能實(shí)現(xiàn)良好的處理效果。近年來的研究發(fā)現(xiàn)了對(duì)陽離子染料具有良好脫色效果的微生物,例如假單胞菌(Pseudomonas)[12-13]、庫特氏菌(Kurthia)[14]、棒狀桿菌(Coryneforms)[15]等,但它們對(duì)脫色條件要求較嚴(yán)格,達(dá)到良好脫色效果所需時(shí)間較長,對(duì)染料濃度的耐受能力十分有限,這在很大程度上限制了其推廣應(yīng)用。因此,尋找適應(yīng)性強(qiáng)、對(duì)陽離子染料具有快速高效脫色性能的微生物,進(jìn)一步開發(fā)陽離子染料生物處理技術(shù)具有重要的意義。陽離子藍(lán)是一種色澤濃艷的偶氮類水溶性染料,在腈綸的染色和印花中使用量非常大,但目前鮮有陽離子藍(lán)染料脫色菌的報(bào)道。本研究針對(duì)陽離子藍(lán)染料篩選分離脫色菌,利用16S rDNA分析比對(duì)法進(jìn)行種屬鑒定。通過在不同條件下的脫色試驗(yàn)研究該菌株的脫色特性和影響因素,并對(duì)其連續(xù)脫色性能進(jìn)行考察,以期為該脫色菌的工業(yè)化應(yīng)用提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 染料 選用的染料為陽離子藍(lán)SD-GSL,購自蘇州市東吳染料有限公司。染料的陽離子是含有偶氮基的發(fā)色基因,其化學(xué)式為C19H23N4SO,結(jié)構(gòu)式如圖1所示,相對(duì)分子質(zhì)量為355,在水溶液中的最大吸收波長587 nm。

圖1 陽離子藍(lán)SD-GSL的陽離子結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structural formula of cation of cationic Blue SD-GSL

1.1.2 培養(yǎng)基 富集培養(yǎng)基:牛肉膏 5.0 g/L,蛋白胨 10.0 g/L,氯化鈉 5.0 g/L,pH調(diào)整至7.0±0.2;馴化培養(yǎng)基:在富集培養(yǎng)基中加入不同濃度的陽離子藍(lán)SD-GSL;陽離子藍(lán)培養(yǎng)基:在富集培養(yǎng)基中加入陽離子藍(lán)SD-GSL,終濃度為300 mg/L;陽離子藍(lán)平板培養(yǎng)基:陽離子藍(lán)染料培養(yǎng)基中加入瓊脂,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%。

1.2 方法

1.2.1 陽離子藍(lán)脫色菌的篩選與分離 取長期受到工業(yè)污染的土壤10 g,置于盛有90 mL無菌水的錐形瓶內(nèi),室溫120 r/min振蕩2 h,將懸濁液靜置30 min,使顆粒物沉淀。取10 mL上清液與90 mL富集培養(yǎng)基混合,37 ℃ 150 r/min振蕩培養(yǎng)12 h。取培養(yǎng)液10 mL轉(zhuǎn)入含100 mL馴化培養(yǎng)基的錐形瓶中,進(jìn)行陽離子藍(lán)濃度壓力馴化培養(yǎng),陽離子藍(lán)濃度范圍為50~400 mg/L,遞增梯度為50 mg/L。最終馴化培養(yǎng)獲得的菌液轉(zhuǎn)至富集培養(yǎng)基中培養(yǎng)12 h,然后在陽離子藍(lán)培養(yǎng)平板上劃線分離,挑取單菌落保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 菌種鑒定 挑取平板上的菌落至無菌水中,置于95 ℃金屬浴5~10 min后,離心取含有菌株DNA的上清液作為模板。使用16S rDNA通用引物(上游引物27F:5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′;下游引物1492R:5′-GGTTACCTTGTT-ACGACTT-3′)進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)。PCR反應(yīng)體系(50 μL):無菌水34 μL,10×PCR Buffer 5 μL,dNTPs 4 μL(2.5 mmol/L),MgCl23 μL(25 mmol/L),上下游引物各1 μL(10 μmol/L),TaqDNA聚合酶1 μL(2.5 U/μL),模板1 μL。PCR擴(kuò)增程序:94 ℃ 2 min;94 ℃ 30 s,56 ℃ 1 min,72 ℃ 2 min(30個(gè)循環(huán));72 ℃ 7 min。擴(kuò)增產(chǎn)物通過瓊脂糖凝膠電泳初步確定后交由生工生物工程(上海)股份有限公司進(jìn)行測序。利用美國國立生物技術(shù)信息中心(National Center of Biotechnology Information)的BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)程序在GenBank數(shù)據(jù)庫中對(duì)測序結(jié)果進(jìn)行同源性比對(duì)分析。

1.2.3 脫色菌生長曲線的繪制 取富集培養(yǎng)的菌液,以富集培養(yǎng)基為參比,在波長600 nm處每隔 2 h測定OD600,以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo),菌液的OD600值為縱坐標(biāo)繪制菌株的生長曲線。

1.2.4 脫色實(shí)驗(yàn)和脫色率測定 取10 mL富集培養(yǎng)的菌液接種于90 mL陽離子藍(lán)培養(yǎng)基中,振蕩培養(yǎng)(37 ℃,150 r/min)進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn),每隔一段時(shí)間測定脫色率。脫色率測定方法:將脫色后的試樣離心(10 000 r/min,10 min)取上清液,以富集培養(yǎng)基為參比,在587 nm處測定吸光度A1。以未加菌液的含相同陽離子藍(lán)染料濃度的培養(yǎng)基作為空白,測定吸光度A0。按照下式計(jì)算菌株對(duì)陽離子藍(lán)的脫色率。

使用終濃度為300 mg/L的陽離子藍(lán)培養(yǎng)基進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn),每隔2 h測定脫色率,以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo),脫色率為縱坐標(biāo)繪制脫色曲線。調(diào)整培養(yǎng)基初始pH、溫度、轉(zhuǎn)速,脫色24 h后取樣測定脫色率,考察這些因素對(duì)菌株脫色性能的影響,每組3次平行。

1.2.5 連續(xù)脫色實(shí)驗(yàn) 取10 mL菌液接種于90 mL 300 mg/L陽離子藍(lán)培養(yǎng)基中,在pH、溫度、轉(zhuǎn)速均為最佳條件下進(jìn)行連續(xù)脫色,每隔12 h測定吸光度,計(jì)算脫色率。根據(jù)脫色液中剩余陽離子藍(lán)染料濃度在試樣中補(bǔ)充陽離子藍(lán)至終濃度300 mg/L,再開始下一次脫色實(shí)驗(yàn)。連續(xù)進(jìn)行5次脫色實(shí)驗(yàn),比較脫色率的變化,每組3次平行。

1.2.6 脫色途徑實(shí)驗(yàn) 將富集培養(yǎng)12 h后的菌液分為2份,一份直接接種于陽離子藍(lán)培養(yǎng)基中進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn),另一份則先高壓蒸汽滅菌20 min后再進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn),每隔12 h測定脫色率。分別在脫色 0、6、12、24、48 h取上清液,離心后在波長200~800 nm范圍內(nèi)掃描吸收光譜。

2 結(jié)果與分析

2.1 脫色菌株的鑒定

經(jīng)篩選分離后獲得1株對(duì)陽離子藍(lán)具有高效脫色能力的細(xì)菌,命名為ZHT-3。對(duì)菌株ZHT-3的16S rDNA 進(jìn)行PCR擴(kuò)增后測序,獲得402 bp的核酸片段。經(jīng)比對(duì)分析,該核酸片段序列與蠟狀芽胞桿菌(Bacilluscereus)16S rDNA同源,一致性(identity)高達(dá)99%(表1)。結(jié)合該菌的菌落形態(tài)特征,初步判定菌株ZHT-3為蠟狀芽胞桿菌,獲得序列號(hào)MG738794。

表1 菌株ZHT-3的16S rDNA部分序列與GenBank中其他序列的同源性比對(duì)Table 1 Homology comparison of 16S rDNA partial sequence of strain ZHT-3with other sequences located in GenBank

2.2 菌株ZHT-3的生長曲線和脫色曲線

菌株ZHT-3在陽離子藍(lán)培養(yǎng)基中測得的脫色曲線與在富集培養(yǎng)基中測得的生長曲線的變化趨勢基本一致(圖2)。在不含陽離子藍(lán)的富集培養(yǎng)基中,菌株ZHT-3沒有明顯的遲緩期,對(duì)數(shù)生長期大約持續(xù)到8 h,然后進(jìn)入穩(wěn)定生長期,菌液的OD600在30 h達(dá)到峰值,而在8 h即達(dá)到峰值的86.6%。王震文[16]從紡織廢水中篩選得到用來降解偶氮染料的芽胞桿菌ACT1在24 h時(shí)就進(jìn)入衰亡期,相比之下ZHT-3世代時(shí)間長,有利于穩(wěn)定脫色。在初始濃度300 mg/L陽離子藍(lán)培養(yǎng)基中,菌株ZHT-3在8 h內(nèi)脫色率急劇增加,8 h即達(dá)到76.3%。由此可見,菌株ZHT-3對(duì)陽離子藍(lán)的脫色主要是在對(duì)數(shù)生長階段完成的,此時(shí)菌體

圖2 菌株ZHT-3的脫色曲線和生長曲線

具有較高的脫色活性,其結(jié)果與高效脫色偶氮染料活性黑5的混合菌群FF[17]有類似的作用規(guī)律,這一特性意味著該菌株可以實(shí)現(xiàn)對(duì)陽離子藍(lán)的快速脫色。8 h后隨著菌體的生長,脫色率逐漸增高,在30 h達(dá)到了最高脫色率98.8%。由圖2還可以看出,陽離子藍(lán)的脫色率在菌體進(jìn)入穩(wěn)定期后增長很緩慢,可能由于染料的中間代謝產(chǎn)物對(duì)菌體產(chǎn)生毒性,從而抑制菌株脫色。

2.3 菌株ZHT-3對(duì)陽離子藍(lán)的脫色性能

菌株ZHT-3在不同初始染料濃度的培養(yǎng)基中對(duì)陽離子藍(lán)的脫色率隨時(shí)間的變化情況如圖3所示。當(dāng)陽離子藍(lán)初始濃度在500 mg/L以內(nèi)時(shí),菌株ZHT-3都能夠達(dá)到95%以上的脫色率,且能夠長時(shí)間保持,但達(dá)到時(shí)間會(huì)隨著初始濃度的升高而延長。例如對(duì)于100 mg/L初始濃度的陽離子藍(lán),菌株ZHT-3在12 h就達(dá)到96.7%;而對(duì)于500 mg/L初始濃度的陽離子藍(lán),則需要36 h才能達(dá)到95.4%的脫色率。當(dāng)陽離子藍(lán)初始濃度升至600 mg/L時(shí),菌株ZHT-3最大脫色率為70.6%??梢钥闯鼍陮?duì)染料的脫色率隨著染料初始濃度的增加而降低,且達(dá)到最高脫色率的時(shí)間也隨之延遲,推測可能是隨著陽離子藍(lán)初始濃度的升高,染料的生物毒性越強(qiáng),對(duì)菌體生長以及產(chǎn)生偶氮還原酶活性的抑制作用也逐漸增強(qiáng),導(dǎo)致脫色能力的明顯下降。Hadi等[13]分離得到的銅綠假單胞菌對(duì)200 mg/L以上濃度范圍內(nèi)的甲基藍(lán)24 h脫色率最高為43.08%。林麗英[14]篩選出對(duì)陽離子翠藍(lán)具有脫色能力的庫特氏菌108#在125 mg/L下24 h脫色率僅為49.27%。與這些研究結(jié)果進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),菌株ZHT-3對(duì)高濃度陽離子藍(lán)染料的脫色性能明顯優(yōu)于以往報(bào)道的脫色菌。

圖3 菌株ZHT-3對(duì)不同初始濃度陽離子藍(lán)的脫色率Fig.3 Decolorization rate of strain ZHT-3 in different initial Cationic Blue SD-GSL concentration

微生物的連續(xù)脫色能力是其能否應(yīng)用到實(shí)際廢水處理的重要指標(biāo)。隨著脫色時(shí)間和次數(shù)的延長,代謝產(chǎn)物和有毒物質(zhì)逐漸積累,在反應(yīng)液的單位體積內(nèi)的濃度越來越高,導(dǎo)致微生物脫色性能的下降。菌株ZHT-3對(duì)陽離子藍(lán)連續(xù)脫色實(shí)驗(yàn)中脫色率的變化(圖4)基本呈現(xiàn)出這一趨勢,但在前兩次連續(xù)脫色實(shí)驗(yàn)中脫色率還有所升高,達(dá)到95.4%,之后才逐漸降低。連續(xù)脫色3次,脫色率仍保持在79.2%。這說明菌株ZHT-3對(duì)陽離子藍(lán)有較為持久的脫色性能,有利于實(shí)際應(yīng)用。

圖4 菌株ZHT-3對(duì)陽離子藍(lán)連續(xù)脫色實(shí)驗(yàn)的脫色率Fig.4 Continuous repeated batch decolorization of Cationic Blue SD-SL by the strain ZHT-3

2.4 不同因素對(duì)脫色率的影響

廢水中的pH值對(duì)生物處理十分重要,氫離子能影響細(xì)菌的生長和功能酶的活性,從而導(dǎo)致染料降解效果的不同。研究不同初始pH值對(duì)菌株ZHT-3脫色的影響曲線如圖5A所示。可以看出菌株ZHT-3對(duì)pH的適應(yīng)范圍較寬,在pH 5~8范圍內(nèi)24 h脫色率均在93.4%以上,其中在pH 為7時(shí)脫色率最高,可達(dá)98.4%,可能是由蠟狀芽胞桿菌生長的最適pH是中性條件決定的。當(dāng)pH大于8或者小于5時(shí),脫色率急劇下降。說明pH值過高或過低影響酶功能及其催化反應(yīng)速率,嚴(yán)重抑制菌株的脫色。

不同溫度下菌株ZHT-3的脫色情況如圖5B所示。培養(yǎng)24 h后,該菌能夠在30~40 ℃范圍內(nèi)保持較高的脫色率,表明菌體產(chǎn)生的偶氮還原酶在這一溫度范圍內(nèi)均具有較高的酶活性。而當(dāng)溫度超過40 ℃時(shí)脫色率急速降低至18.6%,其原因可能由于菌體蛋白質(zhì)、核酸、酶等重要組成成分因溫度過高發(fā)生不同程度的破壞,影響菌株的脫色能力[16]。而當(dāng)溫度低于30 ℃時(shí)菌株的脫色能力逐漸降低,25 ℃時(shí)脫色率為52.4%,可能是由于溫度過低抑制了菌體生長繁殖,降低酶活性,導(dǎo)致脫色率的下降。

轉(zhuǎn)速在150 r/min時(shí),菌株ZHT-3對(duì)陽離子藍(lán)的脫色率最高,達(dá)98.5%。轉(zhuǎn)速在0~200 r/min范圍內(nèi),脫色率可保持在92.1%以上,可見振蕩轉(zhuǎn)速對(duì)菌株ZHT-3的脫色并沒有明顯影響(圖5C)。因此在實(shí)際應(yīng)用中,可以選擇靜置脫色,降低成本。脫色后培養(yǎng)基內(nèi)溶解氧含量較脫色前明顯減少,這說明菌株ZHT-3在降解陽離子藍(lán)時(shí)需要氧的參與。

圖5 不同pH(A)、溫度(B)和轉(zhuǎn)速(C)對(duì)脫色率的影響Fig.5 Influences of different pH(A)、temperature(B) and shaking speed(C) on decolorization rate

2.5 ZHT-3對(duì)陽離子藍(lán)的脫色途徑

從圖6可以看出,使用活菌ZHT-3對(duì)陽離子藍(lán)的脫色率明顯高于使用高壓蒸汽滅活后的菌株,前者的脫色率可達(dá)95%以上,而后者卻僅約13%。使用滅活后菌株進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn)后,反應(yīng)液經(jīng)離心回收的沉淀呈深藍(lán)色,而用未滅活菌株則無此現(xiàn)象。說明滅活后菌株僅通過吸附作用去除陽離子藍(lán),其脫色效果十分有限。因此菌株ZHT-3對(duì)陽離子藍(lán)的生物降解在脫色過程中發(fā)揮了主要作用。

對(duì)比觀察脫色過程中試樣上清液的紫外-可見吸收光譜,可以發(fā)現(xiàn)脫色前的試樣在587 nm處有陽離子藍(lán)的特征吸收峰。隨著脫色反應(yīng)的進(jìn)行,該特征吸收峰的強(qiáng)度不斷減弱。脫色24 h后,則完全消失(圖7)。這表明陽離子藍(lán)的偶氮鍵發(fā)生斷裂,生色團(tuán)消失。此外,該特征吸收峰在強(qiáng)度降低的過程中吸收波長發(fā)生紅移,這是由于偶氮共軛體系被破壞后,連接在偶氮鍵兩側(cè)的取代基發(fā)生了變化。

表2 不同陽離子染料脫色菌的脫色性能Table 2 ecolorization performance of different decolorizing bacteria for Cationic Dye

圖6 活菌與滅活菌對(duì)陽離子藍(lán)的脫色率Fig.6 Decolorization rate of Cationic Blue SD-GSL by live and dead strain ZHT-3

圖7 陽離子藍(lán)脫色過程中的吸收光譜Fig.7 Absorption spectrum during the decolorization process ofCationic Blue SD-GSL

3 討 論

目前,有關(guān)陽離子染料生物脫色研究主要針對(duì)的染料包括堿性藍(lán)41、甲基藍(lán)、陽離子翠藍(lán)X-GB等。表2列舉了現(xiàn)有脫色菌的種類及其脫色性能。盡管它們最佳脫色率都很高,但在對(duì)染料初始脫色濃度、達(dá)到最佳脫色率所需時(shí)間上存在明顯差別。

與以往報(bào)道的陽離子染料脫色菌相比,本研究分離得到的蠟狀芽胞桿菌ZHT-3不僅脫色率高,而且能夠適應(yīng)陽離子染料更高的初始濃度,并能夠在更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最佳脫色率。這些特點(diǎn)意味著該菌在未來的實(shí)際應(yīng)用方面具有突出的優(yōu)勢。

值得注意的是,Telke等[21]以活性染料活性橙16為目標(biāo)染料馴化得到波株芽胞桿菌ADR(Bacillussp.),發(fā)現(xiàn)該菌株對(duì)陽離子染料堿性綠4也具有一定的脫色能力,對(duì)100 mg/L堿性綠4在60 h脫色率為94%,但并未鑒定出該芽胞桿菌的具體菌種。芽胞桿菌屬包括枯草芽胞桿菌、蘇云金芽胞菌、蠟狀芽胞桿菌、巨大芽胞桿菌等,共計(jì)147種[22]。不同種類的芽胞桿菌特性差異很大,并非所有的芽胞桿菌都具有降解陽離子染料的能力。目前蠟狀芽胞桿菌在降解環(huán)境污染物中的研究較多,如四環(huán)素、有機(jī)磷農(nóng)藥和芘污染物等[23-25]。但就作者所知,尚未見有關(guān)蠟狀芽胞桿菌對(duì)陽離子藍(lán)染料脫色的研究報(bào)道。

本研究篩選出的蠟狀芽胞桿菌ZHT-3能夠?qū)﹃栯x子藍(lán)快速脫色,在脫色12 h后對(duì)300 mg/L陽離子藍(lán)的脫色率達(dá)84.5%。隨后脫色率緩慢增加,直至在30 h達(dá)到最大脫色率98.8%。沈明等[26]提出,陽離子染料含有很復(fù)雜的芳香基團(tuán),其偶氮雙鍵還原為胺基而脫色產(chǎn)生的胺基類中間產(chǎn)物毒性比較大,對(duì)菌株生長有抑制作用,這可能是造成脫色后期脫色率增長緩慢的主要原因。

研究菌株ZHT-3降解特性時(shí)發(fā)現(xiàn),對(duì)于500 mg/L以內(nèi)的高濃度染料有非常好的脫色效果及耐受能力。隨著初始陽離子藍(lán)濃度的增加,對(duì)菌體生長的抑制作用更明顯,菌株的脫色速率逐漸有所降低,雖然高濃度的脫色速率比低濃度的脫色速率低,但到后期脫色穩(wěn)定后基本持平。如若對(duì)菌株在高濃度下進(jìn)行長期馴化,很可能繼續(xù)提高菌株的耐受能力及脫色性能,更有利于其作為工程菌使用,為降解陽離子染料廢水高濃度有機(jī)污染物提供有用的菌源。陽離子染料廢水pH低,菌株ZHT-3在pH 5~8,30~40 ℃范圍內(nèi)都有良好的脫色性能。Kale等[12]利用堿性藍(lán)41篩選出的假單胞菌AAB3在pH 6~ 7,37 ℃時(shí)脫色率達(dá)到80%。李玲玉等[15]篩選出的棒桿菌51#在pH為 7,30 ℃下脫色率最高為61.6%,對(duì)脫色條件要求嚴(yán)格。與上述菌株相比,ZHT-3對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力更好。同時(shí)ZHT-3在靜置或振蕩條件下脫色率均在92.1%以上。彌補(bǔ)了以往菌株脫色所需時(shí)間較長、脫色條件單一、脫色濃度過低等方面的局限。

關(guān)于連續(xù)脫色對(duì)微生物脫色性能的影響研究很少。在實(shí)際廢水處理中,隨著脫色反應(yīng)的進(jìn)行,由于源源不斷的污染物負(fù)荷以及有毒物質(zhì)產(chǎn)生等均會(huì)導(dǎo)致微生物脫色性能的下降,使得微生物在染料廢水生物處理中存在很大的局限性。本研究中菌株ZHT-3 連續(xù)脫色2次后的脫色率由85.8%上升至95.4%,這是由于菌株ZHT-3無法以染料作為唯一碳源并加以利用,只能通過外加碳源為菌體生長提供所需能量和電子供體,從而合成偶氮還原酶使染料降解脫色。在初次脫色時(shí)碳源充足,其代謝調(diào)控被碳源所抑制,降低合成偶氮還原酶的能力,而第二次脫色時(shí)碳源處于低水平濃度,在該條件下更有利于酶的合成,促進(jìn)菌株的脫色[27]。菌株ZHT-3連續(xù)脫色3次其脫色率仍保持在79.2%,而王震文[16]通過紫外誘變得到的菌株YZU1每隔24 h 接入100 mg/L的活性黑5進(jìn)行連續(xù)脫色2次后,脫色率已降至58%。尹亮[28]利用混合菌群共培養(yǎng)對(duì)100 mg/L的直接藍(lán)289連續(xù)脫色3次脫色率為76.4%。由此可見,菌株ZHT-3的連續(xù)持久脫色能力明顯優(yōu)于已報(bào)道的單一菌株和混合菌群,培養(yǎng)條件相對(duì)簡單,有利于工業(yè)應(yīng)用。

菌株ZHT-3主要通過生物降解作用實(shí)現(xiàn)對(duì)陽離子藍(lán)的脫色,能夠使陽離子藍(lán)的偶氮鍵斷裂,從而破壞陽離子藍(lán)的生色團(tuán),達(dá)到脫色效果。有關(guān)陽離子藍(lán)脫色產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)及毒性、降解機(jī)制有待進(jìn)一步研究,以期為染料廢水處理提供科學(xué)參考。

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