[发明专利]一种利用甲烷产聚‑β‑羟基丁酸酯的甲烷氧化菌‑异养菌混合菌群的驯化方法

摘要

本发明公开了一种利用甲烷产聚‑β‑羟基丁酸酯的甲烷氧化菌‑异养菌混合菌群的驯化方法，属于生物可降解塑料合成和废物资源化利用技术领域。利用富含微生物的活性污泥为原料，在以甲烷为碳源，以氮气为氮源，向培养基中添加铜元素以提高MMO活性的条件下，进行甲烷氧化菌‑异养菌混合菌群的富集驯化，最终获得稳定的高效利用甲烷生产PHB的甲烷氧化菌‑异养菌混合菌群。该方法利用甲烷氧化菌‑异养菌混合菌群以甲烷为底物进行PHB合成，在降低PHB生产成本的同时减少温室气体的排放，而且获得的PHB产品在废弃不用时可以在厌氧条件下再次降解为甲烷，实现底物的循环利用。

主权项

一种利用甲烷产聚‑β‑羟基丁酸酯的甲烷氧化菌‑异养菌混合菌群的驯化方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：将富含微生物的活性污泥作为富集驯化甲烷氧化菌‑异养菌混合菌群的原料；步骤2：培养基的配制(1)配制不含氮元素的矿物盐NFMS培养基，其组成为：0.272g/L的KH2PO4,2.868g/L的Na2HPO4·H2O，0.1g/L的MgSO4·7H2O，0.20g/L的CaCl2·6H2O和1mL/L的微量元素；(2)配制微量元素溶液：250mg/L的Na‑EDTA，500mg/L的FeSO4·7H2O，380mg/L的Fe‑EDTA，400mg/L的ZnSO4·7H2O，15mg/L的H3BO3，20mg/L的MnCl2·4H2O，260mg/L的Na2MoO4·2H2O，10mg/L的NiCl2·6H2O，50mg/L的CoCl2·6H2O；(3)配制CuSO4·5H2O储备液；(4)向NFMS培养基加入CuSO4·5H2O储备液，使CuSO4的摩尔浓度为5‑10μmol/L，以提高混合菌群的MMO活性；步骤3：甲烷氧化菌‑异养菌混合菌群的富集驯化(1)向体系中加入活性污泥和步骤2(4)得到的NFMS培养基，使体系顶空和液相的体积比为2:1‑5:1，将体系密封；(2)更换顶空气体，使顶空气体的组成为10‑20％的氧气、25％的甲烷气和55‑65％的氮气；以甲烷气为唯一碳源，以氮气作为驯化过程唯一氮源，进行甲烷氧化菌‑异养菌混合菌群的富集驯化；为保证充足的气体底物，每24‑72小时更换一次顶空气体；(3)每6‑10天按4‑10％的体积比例将富集到的菌液接种到新的步骤2(4)得到的NFMS培养基中，以保证充足的营养物质；步骤4：PHB合成过程(1)在每次循环结束时，收集菌体进行PHB合成；(2)向体系中加入收集的菌体和新的步骤2(4)得到的NFMS培养，使体系顶空和液相的体积比为5:1‑11:1，将体系密封；(3)更换顶空气体，使顶空气体的组成为50‑75％甲烷和25‑50％氧气，在没有氮源的条件下进行PHB合成；为保证充足的气体底物，每24‑48小时更换一次顶空气体，72小时后，PHB的合成过程完成；步骤5：经过220‑320天后的培养后，甲烷氧化菌‑异养菌混合菌群的驯化完成。