高效油脂降解菌株的筛选及特性研究

张英，秦华明，朱明军，赵继伦，梁世中
（华南理工大学 食品与生物工程学院，广东 广州510640）

　　摘　要：从含油废水中筛选出一株高效油脂降解菌，以橄榄油为唯一碳源和能源，在橄榄油的质量浓度为20g/L的无机培养基中培养，3 d内油脂的去除率达80％以上。菌种特性研究表明：其降解油脂的最适温度为25℃左右，pH值为6.0。
　　关键词：含油废水；废水处理；菌株；油脂降解菌
　　中图分类号：Q939.97 　　
　　文献标识码：A 　　
　　文章编号：1009-2455（2003）02-0005-03

Selection of High-Efficiency，Oil-Degrading Strain and Study of Characteristics Thereof
ZHANG Ying，QIN Hua-ming，ZHU Mingjun，ZHAO Jilun，LIANG Shi-zhong
(college of food and Biological Eng，South China univ.Of technology,guangdong 510640，China)

　　Abstract：A high-efficiency，oil-degrading strain was selected from oily wastewater.Olive oil was used as the only source of carbon and energy.The selected high－efficiency，oil－degrading strain was cultured in an inorganic culture medium in which the mass concentration of olive oil was 20g／L.The removal rate of oil in 3 days was above 80％.The study of the characteristics of the strain shows that the most suitable temperature and pH value for oil degradation are 25℃ and 6.0 respectively.
　　Keywords：oily wastewater；wastewater treatment；strain；oil degrading strain

　　随着人民生活水平的提高以及餐饮业的增多，排放在水体中的油脂含量日益增高。对于这类废水的处理，人们采用了不同方法，如物理法有筛滤、沉淀、隔油等，化学法有絮凝、吸附、电解等，这些方法一般投资大、流程复杂、且化学方法会产生二次污染。相比之下，微生物能利用油脂作为生长的碳源和能源，使之水解成甘油和脂肪酸，最终降解为水和CO2等代谢产物。此法成本低、无二次污染，是极具发展前景的油脂废水处理方法。因此，从自然环境中寻找高效降解油脂菌，用于含油废水的处理，是一项非常有意义的工作，受到国内外学者的重视。本文对高效油脂降解菌株的筛选进行了初步研究。

l 材料和方法

1.1 驯化培养基
　　ρ（K2HPO4）= 1.0 g／L，ρ（KH2PO4）＝l.0 g／L，ρ（Na2HPO4）= 1.0 g／L，ρ（NaCI）＝0.5 g／L，ρ（MgSO4·7H2O）＝0.05 g／L。
1.2 驯化方法
　　取含油废水5 mL，接种于 25 mL（含橄榄油5.0 g／L）的驯化培养基中，置于30℃，150 r／min的恒温摇床上培养。7d为一个周期，每周期结束后渐次将菌液移至含油量为10.0，15.0，20.0g／L的驯化培养基上培养。
1·3 平板分离培养基
　　ρ（牛肉膏）=5.0 g／L，ρ（蛋白胨）=5.0 g／L，ρ（葡萄糖）＝3.0 g／L，ρ（NaCI）＝5.0 g／L，ρ（琼脂）=20.0 g／L，用 Na2CO3调pH值至 8.0。
1.4 平板分离方法
　　将驯化的菌液取lml，加入9mL无菌水，制成起始菌液，再对它进行适当的稀释，取一定量涂布分离平板，30℃培养 24－48 h，将生长的菌 落挑至斜面保藏培养基，供初筛用。
1.5 初筛培养基
　　ρ（酵母膏）=0.5 g／L，ρ(（NH4）2SO4)＝2.0 g／L，ρ（KH2PO4）＝1.0 g／L，ρ（MgSO4·7H2O）= 0.5 g／L，ρ（琼脂）＝20.0 g／L，每皿 2滴橄榄油。
1.6 初筛方法
　　初筛培养基灭菌后倒人平板，固化后，每皿加2滴灭菌橄榄油，用玻璃刮子涂抹均匀，挑接斜面新鲜培养物少许，在平板上涂成圆点，28－30℃培养3－4d，选取在平板上生长的菌株，接种斜面保藏。
1.7 复筛及发酵培养基
　　培养基组分：ρ（（NH4）2SO4）= 5.0 g／L，ρ（K2HPO4）＝2.0 g／L，ρ（NaH2PO4）= 2.0 g／L。ρ（NaCI）＝2.0 g／L，ρ（MgSO4·7H2O）＝0.5 g／L，ρ（橄榄油）＝20.0 g／L。
1.8 复筛方法
　　挑取一环新鲜斜面种子，接入上述发酵培养基中，30℃，150 r／min的条件下培养，不同时间取样，测废水中的油含量。
1.9 油脂含量的测定
　　采用紫外分光光度计法。

2 结果与讨论

2.1 菌种筛选
　　从广州肉联厂废水处理的3个不同点(排污口、曝气池、处理后的贮水池)取得6个水样。对6个含油水样进行分离筛选工作，在驯化4个周期后，存活的微生物很少，只有6株菌（各菌株特征如表1）。其中曝气池中微生物的种类较多，且降解油脂的能力都较高；经过4个星期的驯化后，从处理后的贮水池中取得的水样中基本已没有存活的微生物。而在6株菌种中，从曝气池中筛选得到的2＃菌生长最好，且油脂降解效率较高，在以橄榄油为唯一碳源且质量浓度高达 20 g/L的无机

表1 筛选菌株特征 菌株序号 菌株特征 1＃ 圆形、边缘透明、呈紧密放射状、中间白色、隆起 2＃ 圆形、乳白色、表面光滑 3＃ 圆形边缘整齐呈放射状、粘度大、中间白色凸起 4＃ 圆形、边缘有分支、不透明、中间凸起、乳白色、菌落大 5＃ 圆形、边缘整齐、透明、隆起湿润、黄色 6＃ 圆形、边缘整齐、红色、颗粒状、菌落小

　　发酵培养基中培养3d，油脂去除率达80％以上。经初步鉴定，该菌为浅白隐球酵母，其最适生长温度为25℃左右，pH为6.0。
2.2 菌株生长曲线
　　使用2＃菌株，以橄榄油为唯一的碳源，在30℃，15Or／min的条件下培养72 h，每隔6 h取样、离心、洗涤，将菌体放人105℃的烘箱中干燥至恒重，测定细胞干重，结果如图1所示。

2.3 菌株降解油曲线
　　将2＃菌株接入以橄榄油为唯一碳源的液体培养基中，在相同的条件F培养 72 h，每隔 6 h取样测定发酵液中剩余的橄榄油浓度，结果见图2。
　　从图2中可以看出，ld后橄榄油的去除率已经达60％以上，到第3天达到80％以上。

2.4 菌株降解油脂的初步特性研究
2.4.1 起始pH值
　　将该菌接入以橄榄油为唯一碳源的发酵培养基中，橄榄油的质量浓度为 20 g／L，改变起始pH值为 5.0，6.0，7.0，8.0，培养12，24h后分别取样，测定油脂含量，结果如图3所示。由图3可以看出该菌降解油脂的最适起始pH值为6.0。
2.4.2 培养温度
　　改变摇床温度为 25，30，35℃ ，在 12，24h分别取样，测定油脂含量，结果见图4。由图4可看出该菌降解油脂的最适温度为25℃左右。

2.4.3 该菌株的除油机理
　　自然界中的降油微生物能够利用天然油脂和脂肪作为自身生长的碳源，从而令含油废水得到净化，这是由于微生物释放的胞外脂肪酶作用使油脂与脂肪分解成为能被直接利用的小分子物质。如橄榄油被降解为油酸和甘油，油酸进人微生物体内进行脂肪酸的降解-β-氧化作用；甘油在胞内进行磷酸化作用及脱氢，生成磷酸二羟丙酮，可以进人EMP途径及TCA循环进一步氧化。也可以逆EMP途径生成葡萄糖。
2.5 讨论
　　本研究对油脂降解菌株筛选及降解性能作了初步的探讨。实验过程中同时发现，一般利用油脂效率比较高的菌株其利用油酸的能力也较高，由此我们可以推测：该菌之所以能够高效降解油脂，一方面是由于产脂肪酶能力较高，能够将橄榄油降解为脂肪酸，另一方面可能是能及时地利用代谢产生的脂肪酸，降低脂肪酸的抑制。

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作者简介：张英（1976－），女，湖北随州人，华南理工大学生物工程系，硕士研究生，从事油脂降解菌的筛选及含油废水处理的研究。