一种金属离子强化嗜热溶胞菌用于抗生素菌渣减量化的方法技术

本发明专利技术属于生物降解领域，具体涉及一种采用金属离子强化嗜热溶胞菌用于抗生素菌渣减量化的方法。本发明专利技术采用金属离子强化的嗜热溶胞菌作为抗生素菌渣处理菌株，其在有氧发酵的条件下使抗生素菌渣减量40%以上，菌渣中的抗生素残留去除率最高达90%以上。本方法的优点是抗生素菌渣减量化程度高，残留去除率高。此法简单，易于操作，占地面积小，投资成本低，并且不会对环境产生二次污染，具有明显的经济效益、社会效益和环保效益。

A metal ion strengthening method for thermophilic bacterium thermosol antibiotics residue reduction

The invention belongs to the field of biological degradation, in particular relates to a method for strengthening the thermophilic bacterium thermosol antibiotics residue reduction by metal ion. The invention adopts metal ion enhanced thermophilic bacterium as antibiotics residue heat treatment in aerobic fermentation strains, the condition that the above antibiotics residue decreased by 40% in dregs of antibiotic residue removal rate up to 90%. The method has the advantages of high degree of reduction of the residue of antibiotic bacteria and high residual removal rate. This method is simple, easy to operate, small footprint, low investment cost, and will not cause two pollution to the environment. It has obvious economic, social and environmental benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种金属离子强化嗜热溶胞菌用于抗生素菌渣减量化的方法
本专利技术属于生物降解领域，具体地说，涉及一种采用金属离子强化嗜热溶胞菌用于抗生素菌渣减量化的方法。
技术介绍
抗生素在人类的生存和发展以及畜牧业生产中发挥着巨大的作用。到目前为止，抗生素在其应用领域依然是无法被其他物质所取代的。抗生素菌渣是抗生素生产过程的必然产物。这些菌渣因含有丰富的蛋白质、多糖、氨基酸，2008年前一直被采用干燥加工等技术处理后或作为饲料、饲料添加剂，或作为肥料、生产复合肥的原料被进行综合利用。但因为抗生素菌渣中抗生素残留较高，如头孢菌素C在菌渣中的残留约2～2.5mg/g，青霉素在菌渣中的残留约1～2mg/g，红霉素在菌渣中的残留约0.2～0.9mg/g，土霉素在菌渣中的残留约0.5~2.lmg/g，四环素在菌渣中的残留约0.5~2mg/g这些残留物最终都会通过食物链进入动物体内和人体内。长期摄入含有氨基糖苷类抗生素残留的食品会导致肾毒性和耳毒性；长期摄入含有头孢类青霉素类抗生素残留的食品导致哮喘、紫斑；另外它会使病原菌耐药性增加，从而带来预防与治疗某些人类疾病和牲畜家禽疾病的困难，最后导致无药可治；而将它们作肥料使用会造成土壤中的微生物生态环境的严重失调，土壤肥力下降，加速石漠化沙漠化；同时影响我国畜产品的出口贸易。2008年后，国家将抗生素菌渣列为危险废物，按危险废物处置只能焚烧。我国己经成为全球最大的抗生素原料药生产国和出口国，原料药产量己占全球总产量的80%，其中出口占到全世界原料药市场的70%以上。2012年全国生产抗生素约14万吨，其菌渣超过150万吨。菌渣的焚烧成本己成为抗生素工业生存和发展的瓶颈。对抗生素菌渣的处理，一直都在寻求更妥善的处置途径。许多科研机构及制药企业开展了抗生素菌渣无害化处置和不同用途的研究。环境保护部门也非常重视和鼓励抗生素菌渣处置等新技术的开发。例如，比较成功的有1)药渣炭化处置；2)生物质能热电联供技术，但是，有关微生物降解领域的研究还很少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种嗜热微生物复合菌剂处理抗生素菌渣的方法，特别是一种采用金属离子强化嗜热溶胞菌用于抗生素菌渣减量化的方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种采用金属离子强化嗜热溶胞菌用于抗生素菌渣减量化的方法，包括以下步骤：（1）嗜热溶胞菌活化以液体培养基为试验活化嗜热溶胞菌所用的培养基，取嗜热溶胞菌按体积比6-12%接种于液体培养基中，置于55-65℃、110-130r/min条件下的恒温摇床中恒温培养66-80h，将菌液取出后稀释100-1000000倍，得稀释液，在无菌条件下将稀释液滴于固体培养基中，进行平板涂布分离，将涂布后的平板倒置于55-65℃恒温培养箱中静置培养20-28h，微生物在固体培养基上会形成单个菌落，根据菌落的形态特征，在固体培养基上划线分离纯化，得到单菌，将分离后得到的单菌菌株在2-6℃冰箱中保存，备用；（2）金属离子强化嗜热溶胞菌对菌渣减量化处理将步骤（1）中冷藏的单菌接种到液体培养基中活化20-28h得嗜热溶胞菌菌液，在离心管中加入抗生素菌渣后，加入体积比为6-12%的OD600nm为0.6-0.8的嗜热溶胞菌菌液，加入金属离子溶液，将有机负荷和pH值分别调节至0.8-1.2kgCOD/(m3·d)和6.8-7.2，然后将其均置于温度55-65℃，转速110-130r/min恒温摇床中进行强化减量化处理，处理时间为1-48h。进一步地，所述液体培养基组成为：牛肉膏5.0g，蛋白胨10.0g，NaCl5.0g，水1000mL，pH=7.0，121℃条件下灭菌20min；固体培养基为在液体培养基中加入质量比为2%的琼脂。进一步地，所述金属离子为钾离子、钠离子或钙离子。所述金属离子的浓度为100-400μmol·L-1。进一步地，所述抗生素菌渣包括但不限于头孢菌素菌渣、土霉素菌渣、红霉素菌渣和青霉素菌渣。进一步地，所述步骤（1）中嗜热溶胞菌按体积比10%接种于液体培养基中，置于60℃、120r/min条件下的恒温摇床中恒温培养72h。进一步地，所述步骤（1）中稀释液在固体培养基中的培养温度为60℃，培养时间为24h。进一步地，步骤（2）中有机负荷和pH值分别调节至1.0kgCOD/(m3·d)和7.0，将其均置于温度60℃，转速120r/min恒温摇床中进行强化减量化处理。其中，嗜热溶胞菌是从上海麦森医疗科技有限公司购买的商业菌种。本专利技术的优点和有益效果：本专利技术提供一种在抗生素菌渣中加入金属离子强化嗜热溶胞菌，使抗生素菌渣减量化，并使菌渣中的抗生素残留降低的方法。本专利技术采用金属离子强化的嗜热溶胞菌作为抗生素菌渣处理菌株，其在有氧发酵的条件下使抗生素菌渣减量40%以上，菌渣中的抗生素残留去除率最高达90%以上。本方法的优点是抗生素菌渣减量化程度高，残留去除率高。此法简单，易于操作，占地面积小，投资成本低，并且不会对环境产生二次污染，具有明显的经济效益、社会效益和环保效益。附图说明图1不同浓度金属离子对SS的影响（a:Na+;b:K+;c:Ca2+）；图2不同浓度金属离子对SCOD的影响（a:Na+;b:K+;c:Ca2+）；图3不同浓度金属离子对NH4+-N的影响（a:Na+;b:K+;c:Ca2+）。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。下面以青霉素菌渣为例进行试验，但并不限定本专利技术的保护范围，本专利技术的方法用于处理其它抗生素菌渣时具有相近的减量化效果，这里不一一赘述。实施例1嗜热溶胞菌的活化牛肉膏蛋白胨培养基为试验活化嗜热溶胞菌所用的培养基，其液体培养基具体组成成分如下：牛肉膏5.0g，蛋白胨10.0g，NaCl5.0g，水1000mL，pH=7.0，121℃条件下灭菌20min。固体培养基即为液体培养基中加入2%的琼脂。取嗜热溶胞菌按10%（v/v）接种于液体培养基中，置于60℃、120r/min条件下的恒温摇床中恒温培养72h。将菌液取出后，采用10倍梯度稀释法进行稀释，制得10-2、10-3、10-4、10-5和10-6的稀释液，在无菌条件下将各个浓度的0.1mL稀释液滴于固体培养基中，进行平板涂布分离，将接种好的平板倒置于60℃恒温培养箱中静置培养。稀释10-4后进行平板涂布的菌株生长情况。嗜热溶胞菌在固体培养基上会呈现出不同的群体形态特征，根据菌落的形态特征，挑取单菌，在固体培养基上划线分离，根据其形态特征的不同分离纯化，得到单菌。将分离后得到的菌株在4℃冰箱中保存，以便后续使用。其中嗜热溶胞菌是从上海麦森医疗科技有限公司购买的商业菌种。实施例2青霉素菌渣的处理在50mL离心管中加入青霉素菌渣后，加入10%（v/v）的OD600nm=0.8的嗜热菌菌液，加入金属离子溶液，使其浓度分别在100μmol·L-1、200μmol·L-1和400μmol·L-1并设置空白对照组，有机负荷和pH值分别调节至1.0kgCOD/(m3·d)和7.0左右。然后，将其均置于温度60℃，转速120r/min恒温摇床中进行强化减量化试验，每一浓度金属离子条件下设置2组平行试验。试验过程中蒸发掉的水分用蒸馏水补足至初始反应容积，在1h、2h、4h、16h、24h、3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属离子强化嗜热溶胞菌用于抗生素菌渣减量化的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）嗜热溶胞菌活化以液体培养基为试验活化嗜热溶胞菌所用的培养基，取嗜热溶胞菌按体积比6‑12%接种于液体培养基中，置于55‑65℃、110‑130 r/min条件下的恒温摇床中恒温培养66‑80 h，将菌液取出后稀释100‑1000000倍，得稀释液，在无菌条件下将稀释液滴于固体培养基中，进行平板涂布分离，将涂布后的平板倒置于55‑65℃恒温培养箱中静置培养20‑28h，微生物在固体培养基上会形成单个菌落，根据菌落的形态特征，在固体培养基上划线分离纯化，得到单菌，将分离后得到的单菌菌株在2‑6℃冰箱中保存，备用；（2）金属离子强化嗜热溶胞菌对菌渣减量化处理将步骤（1）中冷藏的单菌接种到液体培养基中活化20‑28 h得嗜热溶胞菌菌液，在离心管中加入抗生素菌渣后，加入体积比为6‑12%的OD

【技术特征摘要】
1.一种金属离子强化嗜热溶胞菌用于抗生素菌渣减量化的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）嗜热溶胞菌活化以液体培养基为试验活化嗜热溶胞菌所用的培养基，取嗜热溶胞菌按体积比6-12%接种于液体培养基中，置于55-65℃、110-130r/min条件下的恒温摇床中恒温培养66-80h，将菌液取出后稀释100-1000000倍，得稀释液，在无菌条件下将稀释液滴于固体培养基中，进行平板涂布分离，将涂布后的平板倒置于55-65℃恒温培养箱中静置培养20-28h，微生物在固体培养基上会形成单个菌落，根据菌落的形态特征，在固体培养基上划线分离纯化，得到单菌，将分离后得到的单菌菌株在2-6℃冰箱中保存，备用；（2）金属离子强化嗜热溶胞菌对菌渣减量化处理将步骤（1）中冷藏的单菌接种到液体培养基中活化20-28h得嗜热溶胞菌菌液，在离心管中加入抗生素菌渣后，加入体积比为6-12%的OD600nm为0.6-0.8的嗜热溶胞菌菌液，加入金属离子溶液，将有机负荷和pH值分别调节至0.8-1.2kgCOD/(m3·d)和6.8-7.2，然后将其均置于温度55-65℃，转速110-130r/min恒温摇床中进行强化减量化处理，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李再兴，钟为章，李贵霞，王蕊，王贺飞，陈佳奇，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北,13