一种高效协同降解合成染料的方法与流程

1.本发明涉及环境污染物及污染废水处理领域，具体涉及一种高效协同(杂色云芝菌和制药产物协同)降解合成染料的方法。


背景技术：

2.杂色云芝菌(trametes versicolor)是一种白腐真菌，在五大洲都有广泛的分布，多生于各种腐烂的植被木材上，隶属真菌门(eumycota)，担子菌纲(basidiomycetes)，多孔菌目(polyporales)，多孔菌科(polyporaceae)、栓菌属(trametes)。其子实体一般较小，无柄、平伏面反卷，或扇形，贝壳状，往往相互连接在一起，呈覆瓦状排列。菌盖表面有细长绒毛和多种颜色组成的狭窄的同心环带，绒毛常有丝绢光彩，边缘薄，波浪状。
3.杂色云芝可分泌包括漆酶(laccase，ec1.10.3.2)和锰过氧化物酶(manganese-dependent peroxidase，ec1.11.1.13)在内的多种胞外木质素降解酶，得益于该菌株具有较好的非特异性广谱降解能力，这些木质素降解酶被越来越多的应用到对印染废水和制药废水的生物处理中。但该菌对含有多种污染物的复合污染体系的处理效果未知。另外，该菌对难降解污染物(例如天青b)的处理效果相对有限。如何提高杂色云芝对天青b的降解率以及其对复合污染体系的作用效果还需要进一步的探究。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一株高效协同降解合成染料及制药产物的杂色云芝菌及其降解方法。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种高效协同降解合成染料的方法，其特征在于：向待处理合成染料体系内添加杂色云芝与磺胺类药物，利用两者之间的协同作用对有机污染物天青b进行降解。
7.进一步的说，向待处理合成染料体系中加入含杂色云芝的培养液和适于菌株生长的营养成分，而后再向体系内添加磺胺类药物，利用两者之间的协同作用对有机污染物天青b进行降解。
8.所述待处理合成染料体系中加入含杂色云芝的培养液和适于菌株生长的营养成分为每升待处理合成染料体系中加入100ml含杂色云芝的培养液和20g葡萄糖，5g酵母提取物5g蛋白胨的营养成分。
9.所述含杂色云芝的培养液为将活化后的杂色云芝接种至pdb液体培养基中28℃下震荡培养使培养体系内形成菌球。
10.所述待处理合成染料体系中加入含杂色云芝的培养液和适于菌株生长的营养成分后于28℃下震荡培养处理2天后加入磺胺类药物，使体系内磺胺醋酰终浓度为10-80mg/l。
11.所述待处理合成染料体系为含终浓度为100-400mg/l天青b的处理样品。
12.所述磺胺类药物为磺胺甲恶唑、磺胺二甲嘧啶、磺胺嘧啶、磺胺异恶唑、磺胺醋酰
中的一种或几种。优选为所述磺胺类药物为磺胺甲恶唑、磺胺二甲嘧啶、磺胺嘧啶、磺胺异恶唑或磺胺醋酰。
13.本发明所具有的优点：
14.1.本发明采用杂色云芝与磺胺醋酰协同作用对有机污染物天青b进行降解，利用杂色云芝在待处理合成染料体系下刺激杂色云芝激活应激调控通路，同时在特定时间加入磺胺醋酰，进一步使得胞外液中相关污染物降解酶的活性提升。
15.2.本发明协同降解有机污染物的方法处理工艺简单，成本相对较低、对环境友好，利用生物处理即白腐真菌代谢作用将染料进行处理具有绿色且经济的独特优势。
附图说明
16.图1为本发明实施例提供的杂色云芝在不同培养基中的酶活表现效果图。
17.图2为天青b溶液全波长扫描图。
18.图3为本发明实施例提供的不同磺胺醋酰添加量对杂色云芝脱色天青b的影响效果图。
19.图4为本发明实施例提供的磺胺醋酰不同添加时间对杂色云芝脱色天青b的影响效果图。
20.图5为本发明实施例提供的不同磺胺类物质分别协助杂色云芝对天青b脱色的影响效果图。
21.图6为本发明实施例提供的杂色云芝脱色不同浓度天青b的脱色率效果图。
22.图7为本发明实施例提供的磺胺醋酰对天青b的脱色效果图。
23.图8为本发明实施例提供的磺胺醋酰和布洛芬分别协助杂色云芝对天青b脱色的影响效果图。
具体实施方式
24.以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不局限于本发明。
25.下述实施例中所采用的杂色云芝购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，编号为5.1340，同时各类化学试剂均为市购产品。
26.下述各实施例使用紫外分光光度计对200mg/l的天青b溶液进行全波长扫描，确定其最大吸收波长为604nm，因此根据胞外液在604nm处吸光值变化判断其脱色效果。
27.实施例1
28.杂色云芝在不同培养基中培养对酶活的影响：
29.将购自获得杂色云芝在pda(购自北京索莱宝科技有限公司)平板按照常规方式活化，活化的杂色云芝接种至pdb培养基(购自北京索莱宝科技有限公司)，置于160rpm的恒温摇床中，28℃培养4天。吸取新长出小菌球分别接种至tjm、pdb培养基和营养成分(营养成分为葡萄糖、酵母提取物和蛋白胨的混合物)，160rpm 28℃培养，并每24小时分别取各培养液进行漆酶以及锰过氧化物酶酶活的测定(参见图1)。
30.其中，营养成分为每100ml含杂色云芝的pdb培养液中加入作为营养成分的20g葡萄糖，5g酵母提取物5g蛋白胨。
31.同时，上述每100ml含杂色云芝的pdb培养液分别与1l的tjm、pdb培养基混合
32.由图1可见，杂色云芝所分泌的胞外木质素降解酶中漆酶与锰过氧化物酶起主导作用，因所处不同环境使其存在产酶差异，综合漆酶酶活以及锰过氧化物酶酶活分析，营养成分诱导杂色云芝产酶效果较好，因此选定营养成分作为降解体系中杂色云芝营养源。
33.实施例2
34.杂色云芝高效协同制药产物磺胺醋酰(最佳浓度)共同降解合成染料天青b：
35.将pda平板上的活化的杂色云芝接种至100ml的pdb液体培养基中，置于160rpm的恒温摇床中，28℃培养4天，即获得活化好含菌球的培养液。而后向含终浓度为200mg/l的天青b的1l模拟印染废水中加入20g葡萄糖，5g酵母提取物5g蛋白胨，混匀后再转接100ml上述活化后菌球培养液，置于160rpm的恒温摇床中，28℃培养2天；培养2天后添加不同终浓度的磺胺醋酰至上述培养体系内，每天取样测吸光值，绘制染料脱色曲线，使用紫外分光光度计对200mg/l的天青b溶液进行全波长扫描，确定其最大吸收波长为604nm，因此根据胞外液在604nm处吸光值变化判断其脱色效果(参见图2)；同时以不添加磺胺醋酰为对照组(参见图3)。
36.由图3可见不同浓度的磺胺醋酰会对杂色云芝降解天青b的降解率产生影响，相较来看磺胺醋酰终浓度为20mg/l时可对杂色云芝降解天青b产生最佳协同效果。
37.实施例3
38.杂色云芝高效协同制药产物磺胺醋酰(最佳时间)共同降解合成染料天青b：
39.将pda平板上的活化的杂色云芝接种至100ml的pdb液体培养基中，置于160rpm的恒温摇床中，28℃培养4天，即获得活化好含菌球的培养液。而后向含终浓度为200mg/l的天青b的1l模拟印染废水中加入20g葡萄糖，5g酵母提取物5g蛋白胨，混匀后再转接100ml上述活化后菌球培养液，置于160rpm的恒温摇床中，28℃培养，在培养不同时间下(即，从菌株接种至添加营养成分的含合成染料天青b的模拟印染废水中开始(0天)起)添加终浓度为20mg/l的磺胺醋酰至上述培养体系内，每天取样测吸光值，绘制染料脱色曲线(参见图4)。
40.由图4可见，将杂色云芝接种至添加营养成分的含合成染料天青b的模拟印染废水中培养2天后添加磺胺醋酰，可达到最佳促进效果。
41.实施例4
42.将pda平板上的活化的杂色云芝接种至100ml的pdb液体培养基中，置于160rpm的恒温摇床中，28℃培养4天，即获得活化好含菌球的培养液。而后向含终浓度为200mg/l的天青b的1l模拟印染废水中加入20g葡萄糖，5g酵母提取物5g蛋白胨，混匀后再转接100ml上述活化后菌球培养液，置于160rpm的恒温摇床中，28℃培养2天；培养2天后添加20mg/l的不同磺胺类物质至上述培养体系内。同时以不添加磺胺醋酰或布洛芬为对照组。再次培养7天之后进行吸光值测定。(参见图5)
43.由图5可见，添加不同磺胺类物质实验组相较于不添加制药产物的对照组吸光值有显著下降，均能够协同杂色云芝对天青b进行降解；同时磺胺醋酰效果最突出可显著提高杂色云芝对天青b的降解。
44.对比例1
45.杂色云芝降解合成染料天青b
46.将pda平板上的活化的杂色云芝接种至100ml的pdb液体培养基中，置于160rpm的
恒温摇床中，28℃培养4天，即获得活化好含菌球的培养液。而后向含终浓度为200mg/l的天青b的1l模拟印染废水中加入20g葡萄糖，5g酵母提取物5g蛋白胨，混匀后再转接100ml上述活化后菌球培养液，置于160rpm的恒温摇床中，28℃培养2天，每天取样测吸光值，绘制染料脱色曲线。(参见图6)
47.由图6可见天青b浓度在200mg/l及500mg/l时，杂色云芝对其并没有很好的脱色效果。
48.对比例2
49.制药产物磺胺醋酰降解合成染料天青b
50.使用紫外分光光度计对200mg/l的天青b溶液进行全波长扫描，确定其最大吸收波长为604nm，因此根据反应液在604nm处吸光值变化判断其脱色效果。向含终浓度为200mg/l的天青b的1l模拟印染废水中加入20g葡萄糖，5g酵母提取物5g蛋白胨，混匀后向其中添加终浓度为20mg/l的磺胺醋酰并进行吸光值测定。5天之后再次进行吸光值测定。
51.由图7可见，5天后吸光值并没有显著变化，因此磺胺醋酰对天青b没有脱色效果。
52.对比例3
53.将pda平板上的活化的杂色云芝接种至100ml的pdb液体培养基中，置于160rpm的恒温摇床中，28℃培养4天，即获得活化好含菌球的培养液。而后向含终浓度为200mg/l的天青b的1l模拟印染废水中加入20g葡萄糖，5g酵母提取物5g蛋白胨，混匀后再转接100ml上述活化后菌球培养液，置于160rpm的恒温摇床中，28℃培养2天；培养2天后添加20mg/l的磺胺醋酰或20mg/l的布洛芬至上述培养体系内。同时以不添加磺胺醋酰为对照组。再次培养7天之后进行吸光值测定。(参见图8)
54.由图8可见，添加磺胺醋酰实验组相较于添加布洛芬实验组以及不添加制药产物的对照组吸光值有显著下降，同时添加布洛芬实验组比不添加制药产物的对照组的脱色率更低。

技术特征：
1.一种高效协同降解合成染料的方法，其特征在于：向待处理合成染料体系内添加杂色云芝与磺胺类药物，利用两者之间的协同作用对有机污染物天青b进行降解。2.按权利要求1所述的高效协同降解合成染料的方法，其特征在于：向待处理合成染料体系中加入含杂色云芝的培养液和适于菌株生长的营养成分，而后再向体系内添加磺胺类药物，利用两者之间的协同作用对有机污染物天青b进行降解。3.按权利要求2所述的高效协同降解合成染料的方法，其特征在于：所述待处理合成染料体系中加入含杂色云芝的培养液和适于菌株生长的营养成分为每升待处理合成染料体系中加入100ml含杂色云芝的培养液和20g葡萄糖，5g酵母提取物5g蛋白胨的营养成分。4.按权利要求2或3所述的高效协同降解合成染料的方法，其特征在于：所述含杂色云芝的培养液为将活化后的杂色云芝接种至pdb液体培养基中28℃下震荡培养使培养体系内形成菌球。5.按权利要求2所述的高效协同降解合成染料的方法，其特征在于：所述待处理合成染料体系中加入含杂色云芝的培养液和适于菌株生长的营养成分后于28℃下震荡培养处理2天后加入磺胺类药物，使体系内磺胺醋酰终浓度为10-80mg/l。6.按权利要求1所述的高效协同降解合成染料的方法，其特征在于：所述待处理合成染料体系为含终浓度为100-400mg/l天青b的处理样品。7.按权利要求1所述的高效协同降解合成染料的方法，其特征在于：所述磺胺类药物为磺胺甲恶唑、磺胺二甲嘧啶、磺胺嘧啶、磺胺异恶唑、磺胺醋酰中的一种或几种。

技术总结
本发明涉及环境污染物及污染废水处理领域，具体涉及一种高效协同(杂色云芝菌和制药产物协同)降解合成染料的方法。一种高效协同降解合成染料的方法，其特征在于：向待处理合成染料体系内添加杂色云芝与磺胺类药物，利用两者之间的协同作用对有机污染物天青B进行降解。本发明采用杂色云芝与磺胺醋酰协同作用对有机污染物天青B进行降解，利用杂色云芝在待处理合成染料体系下刺激杂色云芝激活应激调控通路，同时在特定时间加入磺胺醋酰，进一步使得胞外液中相关污染物降解酶的活性提升。使得胞外液中相关污染物降解酶的活性提升。


技术研发人员：张浩 高政权 刘翔 孟春晓 刘宝明 崔玉琳 邵亚萍 邹鑫雨 王巧蕾 王萌
受保护的技术使用者：烟台泓源生物肥料有限公司
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/7/21