一种促进白腐真菌定向产酶降解塑料污染物的方法技术

本发明专利技术公开了一种促进白腐真菌定向产酶降解塑料污染物的方法，涉及固废处理技术领域。本发明专利技术公开了一种促进白腐真菌定向产LiP/MnP降解塑料污染物的方法，包括以下步骤：(1)将所述白腐真菌在定向产LiP/MnP的培养基中培养至对数生长期，得到白腐真菌培养物；(2)将消毒处理后的塑料污染物放入所述白腐真菌培养物中，继续培养10d以上；所述塑料污染物为PS塑料或PLA塑料。本发明专利技术利用定向产LiP和MnP的培养基，使白腐真菌产生LiP或MnP，通过将生长到对数期的白腐真菌培养物与塑料污染物进行共培养，实现了对塑料污染物的降解。实现了对塑料污染物的降解。实现了对塑料污染物的降解。

【技术实现步骤摘要】
一种促进白腐真菌定向产酶降解塑料污染物的方法


[0001]本专利技术涉及固废处理
，特别是涉及一种促进白腐真菌定向产酶降解塑料污染物的方法。

技术介绍

[0002]近年来，塑料污染对环境的污染问题，引起了广泛关注。塑料由于其化学、物理和生物惰性和耐用性被广泛使用，大约50％的塑料在一次性使用后被丢弃，使得塑料在环境中堆积占用大量土地，也给土壤水体和大气带来潜在危害。针对石油基塑料在环境中难以降解这一问题，大量的可生物降解塑料被研发出来并广泛用于超市购物袋、一次性吸管等。但是，对于“可生物降解”这一词的ASTM和ISO标准都强调在高温、高湿、高生物量的堆肥环境中进行并对塑料的形态没有限制性要求，显然这一降解条件与实际环境差异较大。目前，越来越多的研究报道已被广泛商用的可生物降解塑料在自然环境(淡水、海水、空气、土壤)乃至低温堆肥环境中短时间内(1年～3年)几乎未表现出降解现象。
[0003]专利US20150203666A1提供了一种塑料降解组合物，用于在塑料制造期间使用的添加剂形式的塑性降解的组合物。该组合物由预定量的庚烷，纤维素，甲基铼三氧化物，丁基化羟基甲苯和多酚氧化酶组成。可以选择性地编程添加剂以使塑料在预定时间开始分解，似乎能生产易于降解的塑料解决未来塑料堆积问题，但目前环境中已有大量不含有降解组合物的塑料存在。
[0004]专利US20160280881A1提供了一种塑料降解方法，其原理是将聚烯烃塑料，如聚乙烯，聚丙烯，聚甲基戊烯等与酶(水解酶)或者微生物结合，提供一种组合物提升聚烯烃塑料的甲烷化程度。这减轻了传统塑料的使用压力，但聚烯烃类塑料仅仅是热塑性树脂中的小部分，对其他热塑性塑料如聚苯乙烯、聚氨酯等以及热固性塑料的效果没有提及。
[0005]聚苯乙烯(PS)是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，它是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于100℃的玻璃转化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。聚乳酸(PLA)，又称聚丙交酯，是以乳酸为主要原料聚合得到的聚酯类聚合物，是一种新型的生物降解材料。研究一种能够有效降解聚苯乙烯和聚乳酸塑料的生物降解技术，对降低环境污染具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种促进白腐真菌定向产酶降解塑料污染物的方法，以解决上述现有技术存在的问题，本专利技术利用定向产LiP或MnP的培养基，使白腐真菌产生LiP或MnP，通过将生长到对数期的白腐真菌培养物与塑料污染物进行共培养，实现了对塑料污染物的降解。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一种促进白腐真菌定向产LiP降解塑料污染物的方法，包括以下步骤：
[0009](1)将所述白腐真菌在定向产LiP的培养基中培养至对数生长期，得到白腐真菌培
养物；
[0010](2)将消毒处理后的塑料污染物放入所述白腐真菌培养物中，继续培养10d以上；所述塑料污染物为PS塑料或PLA塑料。
[0011]进一步地，所述白腐真菌为厚毛平革菌。
[0012]进一步地，所述定向产LiP的培养基包括：10g/L葡萄糖、0.5g/L酒石酸铵、2g/L磷酸二氢钾、0.5g/L七水硫酸镁、0.1g/L二水氯化钙、1g/L吐温80、0.001g/LVB1和70mL/L微量元素液，pH为4.5。
[0013]进一步地所述量元素液的成分包括：1.5g/L氨三乙酸、0.5g/L七水硫酸镁、1g/L氯化钠、0.1g/L七水硫酸亚铁、0.1g/L硫酸钴、0.1g/L一水硫酸锌、0.1g/L五水硫酸铜、0.01g/L十二水合硫酸铝钾、0.01g/L二水钼酸钠和0.01g/L硼酸。
[0014]进一步地，在步骤(2)中，所述培养的条件为：35℃，150rpm。
[0015]本专利技术还提供一种促进白腐真菌定向产MnP降解塑料污染物的方法，包括以下步骤：
[0016](1)将所述白腐真菌在定向产MnP的培养基中培养至对数生长期，得到白腐真菌培养物；
[0017](2)将消毒处理后的塑料污染物放入所述白腐真菌培养物中，继续培养10d以上；所述塑料污染物为PS塑料或PLA塑料。
[0018]进一步地，所述白腐真菌为厚毛平革菌。
[0019]进一步地，所述定向产LiP的培养基包括：10g/L葡萄糖、0.2g/L酒石酸铵、2.0g/L磷酸二氢钾、0.15g/L一水硫酸锰、0.5g/L七水硫酸镁、0.1g/L二水氯化钙、1g/L吐温80、0.01g/LVB1和70mL/L微量元素液，pH为5.0。
[0020]进一步地，所述量元素液的成分包括：1.5g/L氨三乙酸、0.5g/L七水硫酸镁、1g/L氯化钠、0.1g/L七水硫酸亚铁、0.1g/L硫酸钴、0.1g/L一水硫酸锌、0.1g/L五水硫酸铜、0.01g/L十二水合硫酸铝钾、0.01g/L二水钼酸钠和0.01g/L硼酸。
[0021]进一步地，在步骤(2)中，所述培养的条件为：35℃，150rpm。
[0022]厚毛平革菌(P.chrysosporium)作为白腐真菌的典型菌种，具有丰富的胞内和胞外酶系。胞内酶系包括主要存在内质网中的细胞色素P450家族，环氧化酶(I期)，铁转移酶(II期)酶以及能够催化脂肪族、脂环类和方向类分子代谢的单加氧酶，这些复杂的酶系相互作用，使厚毛平革菌抵御微塑料污染毒害。细胞外酶系包括水解酶和氧化还原酶。其中水解酶能够降解木质素等复杂结构污染物，氧化还原酶包括锰过氧化物酶(MnP)、木质素过氧化物酶(LiP)、过氧化氢酶(CAT)和漆酶(Lac)。其中LiP和MnP目前研究的最多也是氧化还原能力最强的两种酶。MnP由一个丙酸血红素和两个氨基酸(谷氨酸和天冬氨酸)以及Mn中心离子通过丙酸基团彼此连接，在H2O2存在条件下能够迅速形成卟啉π阴阳离子自由基和羟基
‑
铁基中心自由基，随后Mn(II)中心离子脱去自由水形成强氧化性的Mn(III)离子，其作为活性位点对多种污染物具有低专一性的氧化作用。木质素酶同样是一种非专一性的、以自由基为基础的链反应过程。LiP是一系列含Fe
3+
、卟啉环和血红素辅基的同工酶，可利用H2O2氧化富含电子的酚型或非酚型芳香化合物。在通过电子传递体攻击底物时，能从苯酚或非酚类的苯环上夺取一个电子，将其氧化成自由基，随后产生一系列的自由基链式反应。
[0023]本专利技术公开了以下技术效果：
[0024]本专利技术利用定向产LiP或MnP的培养基，使白腐真菌产生LiP或MnP，通过将生长到对数期的白腐真菌培养物分别与可生物降解塑料PLA和不可生物降解的石油基塑料PS进行共培养，发现两种塑料都有不同程度的降解效果。两种酶都能引起PS聚合物键的断裂并引入羟基，在40d的降解周期内，LiP使PS质量损失43.9％，而MnP使PS质量损失34.8％。相比于PS的降解，LiP和MnP对PLA的降解效率高，降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促进白腐真菌定向产LiP降解塑料污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将所述白腐真菌在定向产LiP的培养基中培养至对数生长期，得到白腐真菌培养物；(2)将消毒处理后的塑料污染物放入所述白腐真菌培养物中，继续培养10d以上；所述塑料污染物为PS塑料或PLA塑料。2.根据权利要求1所述的促进白腐真菌定向产LiP降解塑料污染物的方法，其特征在于，所述白腐真菌为厚毛平革菌。3.根据权利要求1所述的促进白腐真菌定向产LiP降解塑料污染物的方法，其特征在于，所述定向产LiP的培养基包括：10g/L葡萄糖、0.5g/L酒石酸铵、2g/L磷酸二氢钾、0.5g/L七水硫酸镁、0.1g/L二水氯化钙、1g/L吐温80、0.001g/LVB1和70mL/L微量元素液，pH为4.5。4.根据权利要求3所述的促进白腐真菌定向产LiP降解塑料污染物的方法，其特征在于，所述量元素液的成分包括：1.5g/L氨三乙酸、0.5g/L七水硫酸镁、1g/L氯化钠、0.1g/L七水硫酸亚铁、0.1g/L硫酸钴、0.1g/L一水硫酸锌、0.1g/L五水硫酸铜、0.01g/L十二水合硫酸铝钾、0.01g/L二水钼酸钠和0.01g/L硼酸。5.根据权利要求2所述的促进白腐真菌定向产LiP降解塑料污染物的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述培养的条件为：35℃，150rpm。6.一种促进白腐真菌定...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志，吴飞燕，吴章镇，董大壮，李杰，杨雪，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：