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一种双酶梭菌Z-13及其应用

成果类型:: 新技术

发布时间: 2022-11-06 20:13:44

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 任蓉 | 2022-11-06 20:13:44

本发明涉及一种双酶梭菌(Clostridium bifermentans)Z-13及其应用,该双酶梭菌于2015年10月30日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物菌种保藏中心进行了保藏,保藏号为:CGMCC No .11561。本发明所提供的双酶梭菌分离自污水处理厂厌氧污泥,适宜生长温度25~35℃,pH值为6 .8~7 .2,不仅具有产蛋白酶能力,而且还能利用多种有机物产乙酸。本发明中的双酶梭菌Z-13应用于抗生素菌渣厌氧发酵,提高沼气产气量30%以上。还可有效提高其他含蛋白的废弃物或废水厌氧发酵水解及产沼气效率,对促进有机废弃物资源化和能源化利用有重要意义。

本发明的目的在于提供一种编号为Z-13的双酶梭菌,其代谢产物具有降解蛋白的 能力,并且该菌可利用多种物质产挥发性有机酸,如乙酸、丁酸等。另一方面本发明还提供 了上述菌株的用途。进一步的,本发明的双酶梭菌Z-13能利用碳源产乙酸。进一步的,所述碳源优选葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、淀粉、丙酸钠或丁酸钠。本发明还提供了所述双酶梭菌Z-13的应用,用于含蛋白有机废弃物处理。酵或含蛋 白有机废水处理。进一步的,本发明的双酶梭菌Z-13应用于抗生素菌渣厌氧发酵、沼气发酵或含蛋 白有机废水处理时菌液的接种量为1~20%(菌液与接种后料液的体积比),

本发明的双酶梭菌Z-13在常温和中温条件下,可提高抗生素菌渣沼气产量30%以上。其次,本发明的双酶梭菌Z-13,可利用多种底物产生蛋白酶、挥发性有机酸,显著提高含多种有机混杂底物的降解效率。再者,本发明的双酶梭菌Z-13除用于抗生素菌渣厌氧发酵外,还可有效提高其他含蛋白的废弃物或废水厌氧发酵水解及产沼气效率。本发明的实现,不仅可以有效提高抗生素菌渣厌氧发酵效率,而且对促进有机废弃物无害化、资源化和能源化利用有重要意义,有着切实的经济、社会效益和广阔的应用前景。

河北省科学院成立于1978年,是河北省政府直属的综合性自然科学研究与技术开发机构,全院占地13.8万m2,建筑面积8.3万m2,总资产1.76亿元,固定资产1.29亿元。院机关设有8个处室,下辖地理科学研究所、应用数学研究所、生物研究所、能源研究所、自动化研究所、激光研究所、微生物研究所和机电一体化中试基地(机电研究所)等8个研究开发单位。全院共有职工700余人,专业技术人员530余人,高级职称人员170余人,博士31人,硕士98人,博士生导师14人,硕士生导师18人,享受国务院特殊津贴专家2人,享受河北省政府特殊津贴专家10人,河北省“百人计划”(省政府特聘专家)2人,入选河北省“三三三人才工程”第二层次人选15人、第三层次人选41人。 近年来,省科学院先后承担了“863”、“973”等国家、省部级重点项目和基金课题430余项,取得各类科研成果 1480余项,获省部级以上奖励697项,授权发明专利100项、软件著作权85项。

由于抗生素菌渣对生态环境和人类健康存在潜在危害性,国家已将其明确列为危 险废物,禁止用于饲料和肥料。抗生素菌渣如按危险废物处置,所产生的高额处置费用将使 企业无法承受。另一方面,抗生素菌渣含水率一般在70 %~93 %,干基中含有大量的菌体蛋 白(约40%以上)、粗脂肪(约2~20%)、多糖(约10%以上)、多种氨基酸(如天门冬氨酸、谷氨 酸、缬氨酸、白氨酸等)、微量元素及培养基残留物等营养物质。如果直接丢弃,不仅会造成 极大的资源浪费,而且由于其极易腐败,引发严重的环境污染。抗生素菌渣含有丰富的有机物质,是厌氧发酵的优良原料。厌氧发酵技术也是抗 生素菌渣无害化、资源化处理的一种有效途径。但是抗生素菌渣厌氧发酵系统运行有机负 荷偏低,处理能力与产生量严重不匹配,远不能满足处理需求。投加高效功能微生物是提高 有机废弃物厌氧发酵效率的有效方法,筛选能够高效降解抗生素菌渣的微生物是其关键所 在。

 实施例1双酶梭菌Z-13分离和保藏 双酶梭菌Z-13是从石家庄市某污水处理厂厌氧污泥中,通过富集培养、传代、梯度稀释 方法分离获得。

[0018] 具体方法是:从石家庄某污水处理厂取厌氧污泥,取少量污泥放到装有富集培养 基的厌氧瓶中,35 °C富集培养。传代稳定后,采用改良Hungate滚管技术,用蛋白酶产生菌 初筛培养基进行分离筛选,35 °C培养48~72 h,挑选透明圈直径(D)与菌落直径(d)之比D/ d值较大的菌落,接种于LB培养基,4 °C保存备用。

[0019] 通过酶活测定法进行复筛。将分离得到的菌株接到LB液体培养基中,于35 °C培养 箱培养48~72 h,发酵液在温度4 °C,转速8000 r/min下离心10 min,取上清液测定蛋白 酶活力。测定方法采用国标GB/T 23527-2009(蛋白酶测定方法)。获得菌株Z-13的蛋白酶 活力达25~3〇 u/mL。