一种提高石油降解菌表面疏水性的方法及其应用与流程

本发明属于石油污染环境治理，具体地说，涉及一种提高石油降解菌表面疏水性的方法及其应用。

背景技术：

1、尽管现代工业技术不断完善，但是在采油、钻井、运输等过程中，仍不可避免造成大量石油及相关污染物流入海洋中，造成海洋污染。进入海洋中的污染物会对海洋造成持久的伤害，还会毒害海洋中的生物，然后经食物链影响人类的身体健康。因此，治理海洋浮油污染至关重要。

2、微生物治理石油污染是一种有效的方法，但在实际溢油污染修复中，效果并不理想，在海洋环境中，石油烃的生物可利用性差导致投放到海洋环境中的微生物易流失是重要原因。石油烃从油相到微生物胞内的缓慢传质过程是影响降解效率的瓶颈之一，也是石油烃的生物可利用性差的重要原因。直接黏附于石油烃表面是微生物为克服石油烃生物可利用性差而采用的一种有效途径。微生物的细胞表面疏水性(cell-surfacehydrophobicity，csh)是决定其非特异性黏附到各种生物和非生物表面及界面的最重要的因素之一，也是影响微生物吸收和降解疏水性有机物质的主要因素之一。微生物可以利用其表面疏水性，在油水交界面黏附于石油烃表面，从而有效地减少石油烃的传质距离，提高其生物可利用性，也可极大的减少微生物由于海水稀释而造成的流失，同时有利于其与氧气的接触，提高石油降解速率。

3、公开号为cn103523928a的专利申请公开了一种油污染水域生物修复用菌剂及制备方法，本发明公开一种石油生物修复用菌剂，包括石油降解菌群及生物固定化载体，该菌群固定在一种可漂浮、可降解而且能缓释氮、磷等营养物质的生物载体中。本发明所述生物固定化载体以能缓释氮、磷等营养物质的缓释肥料为核心，外围包被固定化有石油降解菌群的生物载体。生物载体内部呈多孔中空结构，以保持其漂浮性；缓释肥料可连续提供氮、磷等营养物质供石油降解菌利用，而无需外加营养物质。本发明所涉及的石油降解菌剂可以用于石油污染水体的生物修复。

4、公开号为cn104388312a的专利申请公开了一种石油降解菌的筛选方法，所述方法中使用的富集培养基、筛选培养基和驯化培养基是以石油作为唯一碳源的培养基，具体的是在培养基中加入石油和聚山梨酯-80的增溶液。本发明的有益效果是：本发明以非离子表面活性剂聚山梨脂-80作为增溶剂，能够提高石油在水中的溶解效果，解决石油在培养基中溶解难的问题；本发明真正做到以石油为唯一碳源，在石油降解菌的初筛、驯化及纯化等过程中培养基均以石油聚山梨酯-80增溶液为碳源；本发明专利中石油降解菌的筛选包括初筛、驯化及纯化等过程，菌株在石油浓度梯度逐渐升高的驯化培养基中，逐渐被驯化，适应以石油为单一碳源的生长繁殖，提高其对石油的耐受力及其降解效率。

5、尽管微生物表面疏水性与黏附作用之间的关系研究较多，但通过提高石油降解菌表面疏水性而促进其与石油烃黏附，增加生物降解效率，应用于海洋石油污染生物修复的相关研究却很少。石油降解菌表面疏水性的调控及其与石油烃的黏附机制尚不清晰，许多化学物质被报道可以抑制微生物与疏水性界面的黏附作用，但具有促进微生物与油水界面的黏附的物质却鲜有报道。如何在微生物培养过程中提高石油降解菌的表面疏水性，从而在生物强化修复海洋石油污染过程中，使得添加的石油降解菌能与石油污染物有效粘附，减少微生物的流失，减少石油烃从水体到胞内的传质距离，是提高生物修复效果的关键。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种提高石油降解菌表面疏水性的方法。该方法包括在具有表面疏水性的石油降解菌扩大培养过程中添加疏水性生长底物和/或表面活性剂，并监测菌液生长周期，从而获得具有高表面疏水性的石油降解菌，再将其添加至石油烃污染的海水表面，可促进石油降解菌与石油烃黏附，减少石油烃从水体到胞内的传质距离，提高海洋浮油污染的生物修复效果。

2、本发明的另一个目的是提供一种所述方法制备的石油降解菌在制备海洋石油污染生物修复材料中的应用。

3、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

4、本发明的第一方面提供了一种提高石油降解菌表面疏水性的方法，包括以下步骤：

5、在石油降解菌培养过程中添加疏水性生长底物和/或表面活性剂，使得培养基中表面活性剂的质量浓度小于表面活性剂的临界胶束浓度，在石油降解菌菌株的对数生长中后期，取菌液离心收集菌体，获得所述具有高表面疏水性的石油降解菌。

6、较优选的，所述提高石油降解菌表面疏水性的方法包括以下步骤：将表面活性剂溶于去离子水中通过滤膜过滤灭菌，将表面活性剂水溶液加入lb培养基中充分混匀，使得lb培养基中表面活性剂的质量浓度小于表面活性剂的临界胶束浓度，将石油降解菌接种至上述lb培养基中培养，获得所述具有高表面疏水性的石油降解菌。

7、所述表面活性剂选自非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂中的至少一种。

8、所述疏水性生长底物的用量为1％～2％(v/v，体积比)。

9、所述非离子表面活性剂选自tween20或tween80。

10、所述阴离子表面活性剂选自鼠李糖脂。

11、所述两性离子表面活性剂选自卵磷脂。

12、所述tween20的临界胶束浓度为60mg/l。

13、所述tween80的临界胶束浓度为14mg/l。

14、所述鼠李糖脂的临界胶束浓度为40mg/l。

15、所述卵磷脂的临界胶束浓度为164mg/l。

16、所述石油降解菌选自假单胞菌属、不动杆菌属、戈登氏菌属、黄杆菌属、气单胞菌属、无色杆菌属、产碱杆菌属、肠杆菌科、棒杆菌属、节杆菌属、芽抱杆菌属中的至少一种。

17、所述疏水性生长底物选自柴油、机油、原油、汽油等中的至少一种。

18、本发明的第二方面提供了一种所述方法制备的具有高表面疏水性的石油降解菌在制备海洋石油污染生物修复材料中的应用。

19、所述应用包括以下步骤：

20、将制备的具有高表面疏水性的石油降解菌接种至石油烃污染的海水表面。

21、所述石油烃选自柴油、机油、原油、汽油等中的至少一种。

22、由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：

23、本发明提供的提高石油降解菌表面疏水性的方法，是通过在扩大培养过程中添加疏水性生长底物和/或表面活性剂，监测菌液生长周期，在菌株的对数生长中后期，取菌液离心收集菌体，即得到具有高表面疏水性的石油降解菌。将具有高表面疏水性的石油降解菌接种至石油污染的环境中，应用于石油污染的生物强化修复时，促进石油降解菌与石油烃黏附，从而减少石油烃从油相到胞内传质距离，提高了石油污染物的生物可利用性，同时可减少石油降解菌的流失，可显著提高生物修复效果。

技术特征：

1.一种提高石油降解菌表面疏水性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的提高石油降解菌表面疏水性的方法，其特征在于，所述疏水性生长底物的用量为体积比1％～2％。

3.根据权利要求1所述的提高石油降解菌表面疏水性的方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂选自tween20或tween80。

4.根据权利要求1所述的提高石油降解菌表面疏水性的方法，其特征在于，所述阴离子表面活性剂选自鼠李糖脂。

5.根据权利要求1所述的提高石油降解菌表面疏水性的方法，其特征在于，所述两性离子表面活性剂选自卵磷脂。

6.根据权利要求3所述的提高石油降解菌表面疏水性的方法，其特征在于，所述tween20的临界胶束浓度为60mg/l。

7.根据权利要求3所述的提高石油降解菌表面疏水性的方法，其特征在于，所述tween80的临界胶束浓度为14mg/l。

8.根据权利要求4所述的提高石油降解菌表面疏水性的方法，其特征在于，所述鼠李糖脂的临界胶束浓度为40mg/l。

9.根据权利要求5所述的提高石油降解菌表面疏水性的方法，其特征在于，所述卵磷脂的临界胶束浓度为164mg/l。

10.一种权利要求1至9任一项所述的方法制备的具有高表面疏水性的石油降解菌在制备海洋石油污染生物修复材料中的应用。

技术总结
本发明公开了一种提高石油降解菌表面疏水性的方法，包括以下步骤：在石油降解菌培养过程中添加疏水性生长底物和/或表面活性剂，使得培养基中表面活性剂的质量浓度小于表面活性剂的临界胶束浓度，在石油降解菌菌株的对数生长中后期，取菌液离心收集菌体，获得所述具有高表面疏水性的石油降解菌；本发明通过在石油降解菌扩大培养过程中提高其表面疏水性，从而在添加至石油污染的海水环境进行生物强化修复时，使得添加的石油降解菌能与石油污染物有效粘附，减少微生物的流失，减少石油烃从水体到胞内的传质距离，提高生物修复效果。

技术研发人员：罗群,王云飞,侯登勇,陈伟
受保护的技术使用者：中国人民解放军海军特色医学中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13