白腐真菌島生異擔(dān)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(xiàn)成　張躍華

摘要[目的] 研究白腐真菌島生異擔(dān)子菌對染料的降解作用。[方法] 對野外采集到的島生異擔(dān)子菌進(jìn)行純培養(yǎng)，優(yōu)化菌絲體培養(yǎng)條件，并對島生異擔(dān)子菌降解脫色作用的影響因素進(jìn)行研究。[結(jié)果] 島生異擔(dān)子菌最適培養(yǎng)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(dān)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(jié)論] 島生異擔(dān)子菌對染料脫色降解效果與培養(yǎng)基中碳源、氮源的濃度在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)。

關(guān)鍵詞島生異擔(dān)子菌；培養(yǎng)條件；染料；脫色降解

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

伴隨著有機(jī)化學(xué)工業(yè)的不斷發(fā)展，化工染料品種和數(shù)量也在不斷增加，部分難以降解的染料廢水也隨之產(chǎn)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(huán)芳烴為主的化學(xué)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(tài)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(huán)保的生物酶法降解染料廢水中的有害物質(zhì)[2]，白腐真菌具有的廣譜性和非特異性使得其對各種化學(xué)物質(zhì)均存在降解能力[3]。島生異擔(dān)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?qū)⒏鞣N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(jù)白腐真菌的這些特性，筆者將對島生異擔(dān)子菌染料脫色降解的因素進(jìn)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(dān)子菌（Heterobasidion insulare）采集自伊春市五營區(qū)，經(jīng)分離純培養(yǎng)后，以斜面菌絲體保存法保存于佳木斯大學(xué)應(yīng)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(chǎn)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(jī)，752S紫外-可見分光光度計，THZ-82型恒溫?fù)u床。

1.1.3 培養(yǎng)基。PDA培養(yǎng)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(lán)R；金屬絡(luò)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(yǎng)5 d的菌絲體接種到裝有100 ml PDA液體培養(yǎng)基的錐形瓶中，置于28 ℃恒溫、轉(zhuǎn)速120 r/min條件下的搖床內(nèi)通風(fēng)純培養(yǎng)5 d，備用。

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

1.2.3 島生異擔(dān)子菌培養(yǎng)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(zhì)素可溶性淀粉作為碳源，其他培養(yǎng)基成分同標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基，在120 r/min、28 ℃條件下培養(yǎng)10 d后，測定島生異擔(dān)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(yǎng)10 d后，測定島生異擔(dān)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(zhì)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(lán)和中性灰2BL 3種染料（質(zhì)量濃度均為20 mg/L）的液體培養(yǎng)基的250 ml的三角瓶中，按照10%的比例分別接種島生異擔(dān)子菌菌絲體懸浮液，在120 r/min、28 ℃的恒溫條件下培養(yǎng)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(lán)R、20 mg/L中性灰2BL 3種染料進(jìn)行反應(yīng)。培養(yǎng)基影響因子含量設(shè)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(yǎng)10 d。

1.2.5 根據(jù)吸光度測定廢水的脫色率。收集經(jīng)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(jù)下面公式計算：