白腐真菌島生異擔子菌對染料的降解作用研究

岳麗紅　吳微　王玉俊　劉德財　李文龍　王媛媛　馬現成　張躍華

摘要[目的] 研究白腐真菌島生異擔子菌對染料的降解作用。[方法] 對野外采集到的島生異擔子菌進行純培養，優化菌絲體培養條件，并對島生異擔子菌降解脫色作用的影響因素進行研究。[結果] 島生異擔子菌最適培養基配方為：葡萄糖10.0 g/L，酒石酸銨0.5 g/L，KH2PO4 2.0 g/L，MgSO4·7H2O 0.5 g/L，CaCl2 0.075 g/L，Tween-80 0.4 g/L，VB1 1×10-4 g/L，pH 3.0。島生異擔子菌降解染料的最適氮源為酒石酸銨，濃度范圍為0.5 ～1.0 g/L；最適碳源為葡萄糖，濃度范圍為10.0～15.0 g/L；最適pH為3.0～3.5。 [結論] 島生異擔子菌對染料脫色降解效果與培養基中碳源、氮源的濃度在一定范圍內呈正相關。

關鍵詞島生異擔子菌；培養條件；染料；脫色降解

中圖分類號S181.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）22-07592-03

伴隨著有機化學工業的不斷發展，化工染料品種和數量也在不斷增加，部分難以降解的染料廢水也隨之產生。我國每年約有10%～15%的廢水直接排放江河等水體中，致使部分淡水水源重度污染[1]。污水中含有以多環芳烴為主的化學染料，其色度高、致癌成分含量高、難以被生物降解、具有較大毒性，成為危害人類健康、破壞生態平衡的重要因素。

對于染料廢水處理的理想方法是利用高效、環保的生物酶法降解染料廢水中的有害物質[2]，白腐真菌具有的廣譜性和非特異性使得其對各種化學物質均存在降解能力[3]。島生異擔子菌作為白腐真菌中的一種，同樣具有獨特的降解酶系，能夠將各種人工合成的染料徹底降解為CO2和H2O，具有良好的脫色效果[4]。根據白腐真菌的這些特性，筆者將對島生異擔子菌染料脫色降解的因素進行試驗研究。

1材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 菌種。島生異擔子菌（Heterobasidion insulare）采集自伊春市五營區，經分離純培養后，以斜面菌絲體保存法保存于佳木斯大學應用微生物研究所菌種保藏中心。

1.1.2 試驗試劑與儀器。ABTS （2，2-連氮-3-乙基苯并噻唑-6磺酸） （SIGAMA公司產品），其余葡萄糖、可溶性淀粉等試劑均為分析純。LDZ4-08自動平衡微量高速離心機，752S紫外-可見分光光度計，THZ-82型恒溫搖床。

1.1.3 培養基。PDA培養基配方：馬鈴薯汁20%，葡萄糖20.0 g/L，MgSO4 1.5 g/L，KH2PO4 3.0 g/L，VB1（微量），瓊脂12.0 g/L。

1.1.4 染料。偶氮染料：酸性大紅G；蒽醌染料：酸性藍R；金屬絡合染料：中性灰2BL。

1.2 試驗方法

1.2.1 菌絲體制備。將斜面上28 ℃條件下培養5 d的菌絲體接種到裝有100 ml PDA液體培養基的錐形瓶中，置于28 ℃恒溫、轉速120 r/min條件下的搖床內通風純培養5 d，備用。

1.2.2 島生異擔子菌最適培養基的篩選。將葡萄糖、酒石酸銨、pH、搖瓶轉速作為影響島生異擔子菌生長的影響因子，通過正交試驗對島生異擔子菌培養基配方進行優化試驗。

1.2.3 島生異擔子菌培養基中最適碳氮比探究。以酒石酸銨為氮源，分別以10.0 g/L的葡萄糖、蔗糖、乳糖、麥芽糖、木質素可溶性淀粉作為碳源，其他培養基成分同標準培養基，在120 r/min、28 ℃條件下培養10 d后，測定島生異擔子菌生物量。

以葡萄糖為碳源，分別以0.5 g/L氯化銨、酒石酸銨、玉米粉、尿素、硝酸銨和酵母浸膏作為氮源，在120 r/min、28 ℃條件下培養10 d后，測定島生異擔子菌生物量。菌絲體生物量的測定：抽濾后的菌絲體在60 ℃下干燥至恒定質量，稱重。

1.2.4 染料的降解試驗及影響降解脫色的因素。向盛有90 ml含酸性大紅G、酸性藍和中性灰2BL 3種染料（質量濃度均為20 mg/L）的液體培養基的250 ml的三角瓶中，按照10%的比例分別接種島生異擔子菌菌絲體懸浮液，在120 r/min、28 ℃的恒溫條件下培養10 d。

對照試驗：菌絲體懸浮液分別與20 mg/L的酸性大紅G、20 mg/L酸性藍R、20 mg/L中性灰2BL 3種染料進行反應。培養基影響因子含量設定為：氮源（0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/L）、碳源（0、5、10、15、20、25 g/L）和pH（2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0），120 r/min、28 ℃恒溫水浴搖床培養10 d。

1.2.5 根據吸光度測定廢水的脫色率。收集經過抽濾后的染料廢水，在6 000 r/min離心分離20 min，測定吸光度值，以蒸餾水作為空白對照組。染料濃度在低濃度時與最大吸收波長的吸光度成正比，可用染料吸光度值的變化來反映染料濃度的變化。染料脫色率（C，%）可根據下面公式計算：