降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂及其制备与应用制造技术

本发明专利技术属于生物技术领域，涉及一种用于生物降解聚苯乙烯塑料的假单胞菌，所述假单胞菌为铜绿假单胞菌PS

【技术实现步骤摘要】
降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂及其制备与应用


[0001]本专利技术属于微生物
，涉及一种降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂及其制备与应用。

技术介绍

[0002]塑料制品带来的环境问题已经不容忽视，且会形成微塑料（Microplastics，MPs）颗粒扩散迁移，在全球生态系统中造成多种危害。形成微塑料颗粒污染物的主要塑料种类有聚苯乙烯（Polystyrene，PS）、聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），其中由聚苯乙烯形成的微塑料颗粒对环境造成的影响尤为严重，其在我国长江中下流域和南方红树林等地均为主要的微塑料污染物，且占淡水环境中微塑料总量的13%。
[0003]聚苯乙烯微塑料对水生、陆生植物的光合作用和生长均有一定程度的阻碍作用，会作为一种持久性的潜在污染物通过食物网积累，影响生理和分子反应从而阻碍生物的免疫反应，导致不育，肥胖和癌症等健康风险。聚苯乙烯微塑料由于其体积微小及化学惰性，难以从自然环境中去除。目前，有关聚苯乙烯微塑料污染物分解处理的研究较少。利用生物方法降解塑料具有高效、污染小、可再生等优势，为解决聚苯乙烯微塑料污染问题提供了新思路。尽管已经证实PS可被微生物降解，但目前已发现的具备相关能力的菌株种类较少，Eisaku等发现5株细菌分属于黄单胞菌属（Xanthomonas sp.）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingobacterium sp.）和芽孢杆菌属（Bacillus sp. STR
‑
Y
‑
O）的细菌对聚苯乙烯能力菌株有一定的降解能力，Mor等分离得到的放线菌属的红球菌（Rhodococcusruber）对聚苯乙烯具有高亲和力，可形成生物膜，并可能导致聚苯乙烯塑料的部分生物降解。Atiq等从土壤中分离得到包括绿脓假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）在内的6株附着在聚苯乙烯塑料膜表面的菌株。然而，上述这些菌都不尽如人意，或者只能部分降解聚苯乙烯塑料，或者降解效率不甚理想，或者根本无法降解聚苯乙烯微塑料。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于针对现有技术存在的降解聚苯乙烯塑料不完全、降解效率不高、无法降解聚苯乙烯微塑料等问题，提供了一种用于生物降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌，该菌株可以快速高效生物降解水体环境中的聚苯乙烯塑料。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂，所述铜绿假单胞菌制剂由上述用于生物降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌构成，能够高效生物聚苯乙烯塑料。
[0006]本专利技术的目的之三是提供一种上述铜绿假单胞菌菌株的培养方法，利用此方法对上述菌株进行发酵培养，所获得的培养物具有较高的光密度和细胞菌落形成单位（CFU）。
[0007]本专利技术的目的之四是提供一种上述铜绿假单胞菌制剂在降解水体环境中的聚苯乙烯塑料薄膜及微塑料中的应用。
[0008]为此，本专利技术第一方面提供了一种用于生物降解聚苯乙烯塑料的假单胞菌，所述
假单胞菌为铜绿假单胞菌PS
‑
01株，其保藏编号为CGMCCNo.23974。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，浓度为0.01g/mL所述铜绿假单胞菌PS
‑
01株的菌细胞4周内能够将聚苯乙烯塑料薄膜的水接触角由98.6
°±
2.82
°
下降到78.4
°±
5.26
°
，使得聚苯乙烯微塑料红外光谱在波数为800
‑
1700cm
–1处产生了新的特征峰，并且扫描电镜检测显示聚苯乙烯微塑料颗粒由表面平整光滑变为充满沟壑和破损的形态。
[0010]本专利技术第二方面提供了一种降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂，其含有如本专利技术第一方面所述的假单胞菌的菌细胞。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂为液态制剂；优选地，在所述降解聚苯乙烯塑料的液态制剂中，所述假单胞菌的菌细胞的浓度≥1
×
109/mL，更优选为(1
‑
3)
×
109/mL，更进一步优选为(2
‑
3)
×
109/mL；在本专利技术的另一些实施例中，所述降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂为固体粉末制剂；优选地，在所述降解聚苯乙烯塑料的固体粉末制剂中，所述假单胞菌的菌细胞的含量≥1
×
10
11
/g，更优选为(1
‑
3)
×
10
11
/g，更进一步优选为(2
‑
3)
×
10
11
/g。
[0012]本专利技术第三方面提供了一种如本专利技术第二方面所述的降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂的制备方法，其包括：步骤B，将发酵菌种接种至发酵培养基中进行发酵培养，获得假单胞菌的发酵培养物；步骤C，对假单胞菌的发酵培养物进行离心分离处理，收获含菌细胞的假单胞菌湿菌体作为锤形赖氨酸假单胞菌液态制剂；其中，所述发酵菌种由相应的菌株经过种子培养获得；所述发酵菌种的相应的菌株为本专利技术第一方面所述的假单胞菌的菌株。
[0013]根据本专利技术，所述发酵培养基以1L水计，包括在1L水中的以下组分：葡萄糖5
‑
10g；甘露醇5
‑
10g；麦芽浸粉1
‑
3g；KH2PO
41‑
3g；MgSO4•
7H2O1
‑
3g；MgCl2•
4H2O0.2
‑
0.6g；CaCl20.5
‑
1.5g；NaCl2
‑
5g；牛肉膏15
‑
25g；胰蛋白胨5
‑
10g；大豆蛋白胨5
‑
10g；优选地，所述发酵培养基的pH值为6.5
‑
7.5；进一步优选地，在步骤B中，所述发酵培养的温度为28
‑
30℃。
[0014]根据本专利技术，所述制备方法还包括在步骤C之后的步骤D，将含菌细胞的假单胞菌湿菌体冻干后，获得降解聚苯乙烯塑料的固体粉末制剂。
[0015]上述步骤B中，所述发酵培养物的光密度（OD680nm）≥40；所述发酵培养物的细胞菌落形成单位（CFU）≥2
×
109/mL。
[0016]本专利技术第四方面提供了一种如本专利技术第二方面所述的降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂或如本专利技术第三方面所述的制备方法制得的降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂在降解聚苯乙烯塑料中的应用。
[0017]根据本专利技术，所述应用包括将铜绿假单胞菌制剂加入到含有聚苯乙烯塑料的降解培养基中，对聚苯乙烯塑料进行降解处理。
[0018]优选地，所述聚苯乙烯塑料包括环境聚苯乙烯塑料废弃物；进一步优选地，所述聚苯乙烯塑料包括环境聚苯乙烯塑料薄膜废弃物、聚苯乙烯微塑料。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生物降解聚苯乙烯塑料的假单胞菌，所述假单胞菌为铜绿假单胞菌PS
‑
01株，其保藏编号为CGMCCNo.23974。2.根据权利要求1所述的假单胞菌，其特征在于，浓度为0.01g/mL所述铜绿假单胞菌PS
‑
01株的菌细胞4周内能够将聚苯乙烯塑料薄膜的水接触角由98.6
°±
2.82
°
下降到78.4
°±
5.26
°
，使得聚苯乙烯微塑料红外光谱在波数为800
‑
1700cm
–1处产生了新的特征峰，并且扫描电镜检测显示聚苯乙烯微塑料颗粒由表面平整光滑变为充满沟壑和破损的形态。3.一种降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂，其含有如权利要求1或2所述的假单胞菌的菌细胞。4.根据权利要求3所述的铜绿假单胞菌制剂，其特征在于，所述降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂为液态制剂；在所述降解聚苯乙烯塑料的液态制剂中，所述假单胞菌的菌细胞的浓度≥1
×
109/mL；或者，所述降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂为固体粉末制剂；在所述降解聚苯乙烯塑料的固体粉末制剂中，所述假单胞菌的菌细胞的含量≥1
×
10
11
/g。5.根据权利要求4所述的铜绿假单胞菌制剂，其特征在于，在所述降解聚苯乙烯塑料的液态制剂中，所述假单胞菌的菌细胞的浓度为(1
‑
3)
×
109/mL；或者，在所述降解聚苯乙烯塑料的固体粉末制剂中，所述假单胞菌的菌细胞的含量为(1
‑
3)
×
10
11
/g。6.根据权利要求5所述的铜绿假单胞菌制剂，其特征在于，在所述降解聚苯乙烯塑料的液态制剂中，所述假单胞菌的菌细胞的浓度为(2
‑
3)
×
109/mL；或者，在所述降解聚苯乙烯塑料的固体粉末制剂中，所述假单胞菌的菌细胞的含量为(2
‑
3)
×
10
11
/g。7.一种如权利要求3
‑
6中任意一项所述的降解聚苯乙烯塑料的铜绿假单胞菌制剂的制备方法，其包括：步骤B，将发酵菌种接种至发酵培养基中进行发酵培养，获得假单胞菌的发酵培养物；步骤C，对假单胞菌的发酵培养物进行离心分离处理，收获含菌细胞的假单胞菌湿菌体；其中，所述发酵菌种由相应的菌株经过种子培养获得；所述发酵菌种的相应的菌株为权利要求1或2所述的假单胞菌的菌株。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓璐，陆旺，姚舜禹，闫海，万向元，汪维俊，刘欣洁，李金萍，
申请(专利权)人：北京首佳利华科技有限公司北京中智生物农业国际研究院，
类型：发明
国别省市：