[发明专利]盐单胞菌Halomonas sp ZY-1利用秸秆和地沟油廉价合成生物可降解地膜

说明书

本发明公开了一种盐单胞菌Halomonas sp.ZY‑1在开放不灭菌条件下，利用秸秆与地沟油合成生物可降解地膜的方法。秸秆经处理得到秸秆上清液，配制秸秆上清液与地沟油体积比为35:1‑40:1的MS培养基。在序批式反应器(SBR)内Halomonas sp.ZY‑1利用不灭菌的秸秆上清液与地沟油MS培养基好氧培养获得菌体，提取胞内聚酯类物质。将聚酯类物质进一步改性获得拉伸强度16‑18MPa的地膜，将地膜深埋20‑30cm耕地土壤中，35d减重率40％‑50％，而置于干燥空气中35d减重率0.3％‑0.5％。以嗜盐菌不灭菌条件下利用废弃物合成生物地膜最大限度降低生产成本，亦为实现绿色生态循环、农业可持续发展提供技术支持。

技术领域

本发明涉及盐单胞菌Halomonas sp.ZY-1在不灭菌、开放条件下，利用秸秆与地沟油廉价合成生物可降解地膜的方法，属于农用物资领域。

背景技术

干旱和低温是我国北方农业可持续发展的主要障碍之一，严重影响了东北地区农业经济的发展。地膜的推广大大改善了地方性干旱现象，也改善了现代农业的生产局限。地膜覆盖技术虽然给我国干旱地区农作物的生产带来了很大改善和提升，但也伴随着许多问题，现在广泛使用的地膜主要由石油基材料制成，化学结构稳定，短时间内不能降解。而且会污染土壤，影响农作物种植。目前微生物生产可降解塑料主要利用精致碳源如葡萄糖、鼠李糖、糖蜜等作为发酵底物，而能够以秸秆、地沟油等粗制碳源的较少。在微生物生产可降解塑料时会利用温性菌种，需要高温高压灭菌，而很少利用极端微生物进行可降解塑料的生产。盐单胞菌Halomonas sp.ZY-1的优势主要体现在可以在高盐高碱环境(60g/L NaCl,pH 10)的条件下利用秸秆上清液和处理过的地沟油为碳源生产可降解塑料PHA。生产PHA的其他菌株中利用的主要是废水、废油、活性污泥，而少见利用秸秆碳源，因此菌种在底物选择和废弃物利用上有较大优势。且生物可降解生物地膜在干燥的空气中35d减重率0.3％-0.5％，深埋20-30 cm耕地土壤中，35d减重率40％-50％，并随光照增强，地表温度升高，降解速率也会加快，生物可降解地膜易被分解转化为土壤腐殖质，缓解土壤板结问题。

盐单胞菌Halomonas sp.ZY-1在高盐高碱(pH 9.0-10，NaCl 60g/L)特定环境条件下生存，而非嗜盐嗜碱微生物不能在这种特殊环境中存活，因此可有效的避免杂菌污染，节约高压、蒸汽灭菌能源和封闭发酵设备的投资。此外，利用秸秆和地沟油代替精致碳源，降低生产成本的同时节约资源，因此利用嗜盐菌在高盐高碱环境生长可抑制杂菌的特性，降低生产中高能耗灭菌和发酵罐的投资，廉价低能耗的利用秸秆和地沟油合成的生物可降解地膜代替石油基塑料，不仅可以避免白色污染、保护环境，亦加速石化经济向绿色循环经济的转变合成廉价、环保、可降解材料提供技术保障。

发明内容

本发明针对石化塑料耗费石化能源，以及引发白色污染等系列问题，提出Halomonas sp. ZY-1利用秸秆与地沟油在续批式反应器(SBR)内开放条件下合成生物可降解地膜生产方法，进一步优化其材料学性能制成弹性和透光度符合条件的生物可降解地膜。该方法合成生物可降解地膜绿色环保、无污染还能增加土壤肥力，可用做合成地膜。

为实现上述目的，本发明的技术方案为:

(1)将秸秆用自来水冲洗至无土，50-60℃烘干，经粉碎机粉碎，过100-200目细筛，获得秸秆粉。将50-75g秸秆粉置于1L的2mol/L NaOH溶液中，105-115℃高温处理1-2h，冷却后4000-6000r/min离心10min，收集秸秆上清液。