[发明专利]固定化酿酒酵母，其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及环保领域，具体地涉及一种固定化的酵母、其制备方法及其在处理含镉废水中的应用。

背景技术

随着工农业生产的发展，含有各种污染物的废水大量排入水体，对环境和人类健康产生极大危害。其中，重金属污染由于其化学行为和生态效应的复杂性，在环境中难以降解，并能在动物和植物体内积累，通过食物链逐步富集，浓度能成千上万倍地放大，最后进入人体造成危害。

水体重金属污染的传统处理方法包括：化学沉淀法、离子交换法、活性炭及硅胶吸附法、电化学法及膜分离法等，但对于较低浓度的重金属离子废水处理效果不明显，操作费用和原材料成本相对较高且存在二次污染，对大面积水域更受限制，特别不利于重金属回收利用。

近年，生物修复技术得到广泛应用，取得较理想结果。而生物修复重金属污染国内外研究较少，董德明等报道了湿地水环境中采集的生物膜吸附铅、镉，王亚雄等报道了微生物吸附剂对重金属的吸附特性，周立祥等人研究了氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus)对污泥中重金属生物淋滤的效果。其实微生物吸附重金属的材料来源广泛，成本低不会造成二次污染。

然而目前报道多为的直接使用微生物的游离细胞弊端很多，如细胞易流失；持续作用时间短；固液分离困难。固定化微生物技术是20世纪80年代兴起的一种新型生物技术，其利用生物或化学的多聚体材料将微生物包埋起来不仅可大幅度提高参加反应的微生物浓度，使微生物不易流失和污染，作用时间长，抗毒和耐受力明显增加，而且固液分离容易，二次污染少，因而显示出良好的应用前景。固定化微生物处理含镉废水尚未见报道。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种固定化的酵母，从而使得使用微生物进行重金属吸附时，不会出现细胞易流失的现象，同时提高利用率、延长持续作用时间以及便于固液分离。

为了完成以上的目的，本发明提供了以下的技术方案：

在本发明的一个方面，提供了一种制备固定化酿酒酵母的方法，其特征在于，所述的方法包括步骤：1)将海藻酸钠与菌体的混合液滴入钙盐溶液中；2)使混合物反应4～16小时；以及3)滤出固定化颗粒并洗净，得到固定化的酵母。

在本发明一个优选的方面，在步骤1)中，所述的海藻酸钠与菌体的混合液中，海藻酸钠的质量分数为1～5％，例如为2.5％。

在本发明一个优选的方面，在步骤1)中，所述的海藻酸钠与菌体的混合液中，酿酒酵母的细胞浓度为，1ⅹ10⁷-1ⅹ10¹⁰个/毫升，例如为5ⅹ10⁸个/毫升。

在本发明一个优选的方面，在步骤1)中，钙盐溶液质量分数为2-10％。

在本发明一个优选的方面，在步骤2)中，所述的反应在1-20℃下进行，例如在4℃下进行。

在本发明一个优选的方面，在步骤2)中，所述的反应进行10小时。

在本发明一个优选的方面，所述的钙盐是可溶性钙盐，例如为Ca(NO₃)₂或者CaCl₂。

在本发明一个优选的方面，所述的钙盐的浓度是4-8％。

在本发明一个优选的方面，所述的海藻酸钠与菌体的混合液是按照如下方法制备的：将海藻酸钠中加入无菌去离子水，加热溶解并冷却至室温，并将离心的菌体用无菌生理盐水摇匀倒入，混合均匀；优选地，所述的海藻酸钠用量为1.0克，无菌去离子水的量为36ml，离心的菌体用3ml的无菌生理盐水摇匀倒入。

在本发明的另一个方面，提供了按照上述方法中的任一种制备的固定化酿酒酵母。

在本发明的另一个方面，提供了上述的固定化酿酒酵母在处理含镉废水中的用途；优选地，所述的镉以Cd²⁺的形式存在。

在本发明的另一个方面，提供了一种从含镉废水中除去镉的方法，其特征在于，所述的方法包括：将所述的固定化酿酒酵母加入到含镉的废水中，并处理5～48小时；优选地，所述的镉以Cd²⁺的形式存在。

在本发明一个优选的方面，在每毫升含镉的废水中加入的固定化酿酒酵母对应于制备步骤1)中，作为菌体加入1ⅹ10⁷-1ⅹ10¹⁰个酿酒酵母细胞；优选地，作为菌体加入5ⅹ10⁸个酿酒酵母细胞。