[发明专利]一种能将苯系化合物降解并合成PHA的混菌定向选育方法及其装置

说明书

本发明涉及菌种富集筛选技术领域，具体涉及一种能将苯系化合物降解并合成PHA的混菌定向选育方法及其装置，该方法包括以下步骤：组成形成一个培养菌源的设备，将该设备结合SBR工艺定向选育菌种，通过饱食‑饥饿循环操作，从而富集筛选出的兼具降解苯系化合物和将苯系化合物合成PHA的菌体，该定向选育方法能够快速、稳定、高效地富集筛选出兼具降解苯系化合物和将苯系化合物合成PHA的菌体，能大规模应用于推广；该装置能实现能将苯系化合物降解并合成PHA的混菌的定向选育方法，且具有易于操作的特点。

技术领域

本发明涉及菌种富集筛选技术领域，具体涉及一种能将苯系化合物降解并合成PHA的混菌定向选育方法及其装置。

背景技术

单环挥发性苯系化合物，简称苯系化合物，其主要包括苯、甲苯、乙苯和二甲苯等物质，这些物质普遍存在于石油以及由石油炼制的产品中。苯系化合物作为有机溶剂被广泛应用于工业生产，同时也是用于合成农药、高分子塑料和油漆等的基础物质。由于苯系化合物使用范围广以及苯系化合物中的苯环存在稳定性高、挥发性大、毒性大等原因，苯系化合物已成为挥发性有机废气(VOCs)中常见且难以消除的环境污染物，因而，消除苯系化合物对环境的污染已成为近些年研究热点。

近些年，许多研究发现苯系化合物可被微生物用于转化合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)， PHA具有塑料特性、光学活性、压电性、气体相隔性、可降解性以及生物相容性，PHA可广泛应用于生物可降解的包装材料、组织工程材料、缓释材料、电学材料以及医疗材料等方面，可见，利用微生物将苯系污染物降解并转化成聚羟基脂肪酸酯(PHA)，这既能在消除污染，又能变废为宝。

然而，现有技术中仍存在难以大规模培养兼具降解苯系化合物和将苯系化合物合成 PHA问题，原因如下：其一、由于菌株生长时需充足碳源，但苯系化合物挥发性大、水溶性差和毒性大，因此不能给微生物菌种的生长提供充足碳源；其二、现有技术使用三角形锥瓶分批提供碳源来培养菌种，但是苯系化合物的一次添加量不能过高，而苯系化合物的添加量过低又会导致菌种缺乏碳源而不能很好生长，因而，现有的碳源添加方法限制了菌种的选育效率。其三、通过苯系化合物提供碳源所培养的菌种不一定兼具降解苯系化合物和能将苯系化合物合成为PHA的功效，因而，现有技术分开选育降解苯系化合物的菌种和选育合成PHA的菌种，这进一步降低了选育出降解并转化合成PHA的菌株的效率，导致微生物降解苯系化合物不能有效大规模地进行。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种能将苯系化合物降解并合成PHA的混菌的定向选育方法，该定向选育方法能够快速、稳定、高效地富集筛选出兼具降解苯系化合物和将苯系化合物合成PHA的菌体，以及提供一种能实现能将苯系化合物降解并合成 PHA的混菌的定向选育方法的装置，该装置具有易于操作的特点。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供一种能将苯系化合物降解并合成PHA的混菌定向选育方法，包括以下步骤，

(1)选用空气压缩装置、密封气化室、发酵室、密封尾气处理室、第一导气管、第二导气管、注入器、动力泵、发酵室出气管和排气管作为组件，向所述注入器加入苯系化合物，向所述发酵室加入菌源种类丰富的活性污泥和无机盐培养基，然后将活性污泥和所述无机盐培养基混合均匀，得到初始菌液，将所述初始菌液培养的温度调节为25～30℃，pH 调节为7.0，溶氧量调节为大于30％，同时向所述尾气处理室加入70％乙醇；

(2)将所述第一导气管的一个端口连接所述空气压缩装置，另一个端口插进所述气化室内，将所述第二导气管的一个端口插进所述气化室内，另一个端口通向所述发酵室中的菌液中，将所述注入器插进所述气化室内，将所述发酵室出气管的一个端口通向所述发酵室且该端口位于菌液上方，另一个端口插进所述尾气处理室且该端口插进70％乙醇中，将所述排气管的一端口插进所述尾气处理室且该端口位于乙醇上方，另一端口通向外部环境；