[发明专利]一种脱硫弧菌亚种胞外聚合物的诱导强化方法及其应用

说明书

本发明涉及重金属废水技术领域，具体涉及一种脱硫弧菌亚种胞外聚合物的诱导强化方法及其应用。本发明使用碳源甲酸钠作为胁迫/诱导因子，对脱硫弧菌亚种进行胁迫/诱导处理制得胞外聚合物。本发明提供的诱导制备方法具有环境友好、经济高效的特点，利用甲酸钠胁迫/培养脱硫弧菌亚种，显著提高了胞外聚合物的产量，且使其组分当中蛋白质的含量明显增加，制备出对重金属具备高效吸附能力的胞外聚合物。本发明的胞外聚合物可作为生物吸附剂可用于处理重金属废水，可以迅速进行吸附反应，且在Cd²⁺浓度较高环境下依然表现出良好的性能。

技术领域

本发明涉及重金属废水技术领域，具体涉及一种脱硫弧菌亚种胞外聚合物的诱导强化方法及其应用。

背景技术

重金属废水传统的处理方法主要有絮凝法、离子交换法、中和法、铁氧体法、膜分离法、电化学法、电渗析法以及吸附法等，但处理过程中容易产生二次污染的问题，费用较高、操作不易，且对低浓度废水处理效果较差。而生物吸附法主要利用微生物及其衍生物，是一种可以应用于低浓度重金属废水处理的技术，该方法操作简便、经济高效、适用范围广、反应周期短，具有广阔的应用前景。因此近年来，越来越多研究者把研究重点集中在胞外聚合物上。

胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances，EPS)用于描述在细胞外和微生物聚集体内的有机大分子，主要由多糖、蛋白质、核酸和磷脂等组成，与细菌细胞最外层有关的EPS常作为边界结构存在，如囊或鞘，是细菌在不利于自身生存环境中自我保护的屏障之一。EPS中含有许多吸附重金属和有机物的位点，蛋白质中的脂肪族和碳水化合物中的疏水区域，且存在许多官能团，如羧基、磷酰基、巯基、酚基和羟基，可以与重金属络合，具有非常高的结合能力。但由菌液直接提取得到的EPS用于重金属处理能力较弱，需要采取胁迫培养以提高EPS对重金属的吸附性能。

目前，国内外主要集中在好氧菌的胁迫/诱导研究上，而对于厌氧菌EPS的胁迫/诱导效应的案例较少，其中将碳源这种电子供体作为单一胁迫/诱导因子的案例几乎没有，因此这个领域的研究具有巨大潜力。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种脱硫弧菌亚种胞外聚合物的诱导强化方法，以碳源甲酸钠作为胁迫/诱导因子，不仅提高了脱硫弧菌亚种分泌胞外聚合物的产量，且使其组分当中蛋白质的含量明显增加，制备出对重金属具备高效吸附能力的胞外聚合物。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提供了一种脱硫弧菌亚种胞外聚合物的诱导强化方法，先对脱硫弧菌亚种进行活化培养制得脱硫弧菌亚种菌悬液，再将脱硫弧菌亚种菌悬液接种至液体培养基中，并加入碳源，经胁迫/诱导培养后收集脱硫弧菌亚种分泌的胞外聚合物。

优选地，所述活化培养为将脱硫弧菌亚种接种在液体培养基中震荡培养，培养温度为20～40℃，震荡速度为100～200rpm，时长为24h。

优选地，所述活化培养的液体培养基成分如下：所述液体培养基的成分如下：磷酸氢二钾0.5～1.0g/L、硫酸钠1.0～2.0g/L、硫酸镁七水合物2.0～3.0g/L、氯化钙二水合物0.05～0.1g/L、乳酸钠2.5～3.0g/L、酵母粉1.0～2.0g/L和氯化铵1.0～2.0g/L，培养基的pH值为7.0±0.2。

优选地，所述碳源为甲酸钠、乙酸钠和葡萄糖，所述碳源的浓度为0.5～6g/L。

更优选地，所述碳源为甲酸钠。

优选地，所述胁迫/诱导培养采用震荡培养的方式进行，培养的温度为20～40℃，时间为24～84h，震荡速度为100～200rpm。

优选地，所述脱硫弧菌亚种菌悬液的接入体积量为液体培养基的2％～10％。

优选地，所述脱硫弧菌亚种进行甲酸钠诱导处理后，除去培养基和甲酸钠，再除去菌体得到胞外聚合物。