[发明专利]一株可降解苯酚的厌氧产电菌株及其应用

说明书

一株可降解苯酚的厌氧产电菌株及其应用，涉及一株厌氧产电菌株及其应用。是要解决现有苯酚降解菌株应用到MFC中，MFC的库伦效率较低的问题。该菌株为肠杆菌Enterobacter sp.A4，保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2019年4月11日，保藏编号为CCTCC No：M 2019249。利用该菌株构建微生物燃料电池降解苯酚，用于提高微生物燃料电池的库伦效率。本发明用于降解废水中的苯酚污染物。

技术领域

本发明涉及一株厌氧产电菌株及其应用。

背景技术

苯酚是原生质高毒芳香化合物，常被用作为化工产业的原料和反应的中间体。酚类化学结构稳定难于降解，直接排放会对生物体及环境造成严重危害。目前处理含酚废水的方法有物理法(吸附法、溶剂萃取法)、化学法(氧化法、沉淀法和光催化法)、生物法(活性污泥法、酶处理法)等。物理法和化学法适用于高浓度的含酚废水，且有投资高、损耗大的缺点，而生物处理法处理含酚废水是一种低成本的环境友好型污染修复方式。近年来，微生物降解苯酚的研究中，从酚类污染的环境中筛选分离出来的苯酚降解菌有假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、球形芽抱杆菌(Bacillussphaericus)、红球菌(Rhodococcus sp.)、根瘤菌(Rhizobia)、不动杆菌(Acinetobactersp.)、睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testoterone)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)等。

然而这些菌株不适宜应用到微生物燃料电池(MFC)降解苯酚中，库伦效率是反映MFC降解有机物用来产电部分所占的比例，库伦效率越大，电池能量的转化率越高。现有的苯酚降解菌株应用到MFC中，MFC的库伦效率较低，进而影响电池能量的转化率。

发明内容

本发明是要解决现有苯酚降解菌株应用到MFC中，MFC的库伦效率较低的问题，提供一株可降解苯酚的厌氧产电菌株及其应用。

本发明可降解苯酚的厌氧产电菌株为肠杆菌Enterobacter sp.A4，保藏在中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏地址是武汉市武汉大学，保藏日期为2019年4月11日，保藏编号为CCTCC No：M 2019249。

本发明的肠杆菌Enterobacter sp.A4为革兰氏阴性菌，直杆状，菌体大小为(1.1～1.5μm)×(2.0～6.0μm)，单个或成对，以周生鞭毛运动或不运动，无芽胞，无荚膜，兼性厌氧，在麦康凯平板培养基上形成红色较大的菌落。

本发明的肠杆菌Enterobacter sp.A4可分解葡萄糖、乳糖产酸产气，乙酸盐可作为唯一碳源利用，但不能利用柠檬酸盐。H₂S实验阴性，吲哚实验阴性，甲基红实验阴性，V-P实验阳性，枸橼酸盐利用试验为阳性。氧化酶阴性，苯丙氨酸脱氨酶试验阴性，鸟氨酸、精氨酸双水解酶均为阳性，赖氨酸脱羧酶阴性。

本发明的肠杆菌Enterobacter sp.A4能够以NH₄NO₃作为最佳氮源，以蔗糖作为最佳碳源，最佳初始pH值为8，最适生长温度为37℃。该菌株降解苯酚的最适温度为23℃。最佳接种量为10％。

本发明肠杆菌A4通过16S rDNA序列比对分析，与肠杆菌属(Enterobacter sp.)内各种之间有极高的同源性，同源性为99.5％以上。通过结合菌体形态特征、生长条件、生理生化鉴定结果确定肠杆菌A4属于肠杆菌属(Enterobacter sp.)。

本发明将含苯酚的厌氧段工业废水样品为研究样品，从处于稳定期的MFC的阳极中分离纯化、筛选出可高效降解苯酚的厌氧产电微生物；对其进行鉴定，并对筛选出的菌株的生长条件和苯酚降解条件进行优化，以获得该菌株最适宜生长及苯酚降解的条件。最后应用于MFC中，从而取得更加优越的性能，也为酚类等难降解有机物的高效低耗处理提供思路。