菌株共培养物及其产品、在硅浸出中的应用制造技术

本发明专利技术公开菌株共培养物及其产品、在硅浸出中的应用。菌株共培养物包括囊担菌Z6菌株（Cystobasidium sp. Z6）与枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis），具有分解硅酸盐/浸出硅的工业用途。本发明专利技术构建的菌株共培养物是共生共促体系，共培养物脱硅效率显著高于囊担菌Z6菌株或枯草芽孢杆菌在纯培养条件下的脱硅效率。菌株共培养物的脱硅反应条件平和，对环境高度友好安全，工业适用范围广。本发明专利技术同时提供菌株共培养物的多种产品及用途。本发明专利技术还提供枯草芽孢杆菌作为硅酸盐细菌的应用。供枯草芽孢杆菌作为硅酸盐细菌的应用。供枯草芽孢杆菌作为硅酸盐细菌的应用。

【技术实现步骤摘要】
菌株共培养物及其产品、在硅浸出中的应用


[0001]本专利技术涉及一种菌株共培养物，特别是涉及一种具有硅酸盐分解功能的菌株共培养物，属于工业微生物技术、生物浸出


技术介绍

[0002]硅酸盐细菌是指能够分解硅酸盐类矿物的微生物。作为广受重视的工业微生物，硅酸盐细菌的工业用途价值主要包括几方面：（1）硅元素（SI）是地壳中含量最多的固体元素，是“取之不尽”的资源。在现代工业体系中，硅的应用覆盖从传统领域到芯片领域，十分广泛。硅酸盐细菌提供凭借清洁技术从自然资源中获取硅原料的途径。（2）硅在各种工业固体废弃物中（如粉煤灰、高炉渣、赤泥等）含量丰富。硅酸盐细菌提供了这类固废的生物处置方法，是获取硅原料实现固废资源化的洁净生产手段。例如，粉煤灰中含有莫来石、石英、无定型玻璃体等大量硅酸盐化合物，现有技术将芽孢杆菌、黑曲霉、解淀粉芽孢杆菌等硅酸盐细菌用于粉煤灰生物浸矿脱硅。将粘液芽孢杆菌与圆形芽孢杆菌对电解锰残留物协同浸出，使矿样中Si含量大幅度降低。（3）自然界中大量的硅是存在于矿石与岩石中的硅氧化合物，统称硅酸盐。其中较重要的有长石KAlSi3O8、高岭土Al2Si2O5(OH)4、滑石Mg3(Si4O
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)(OH)2、云母KAl2(AlSi3O
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)(OH)2、石棉H4Mg3Si2O9、钠沸石Na2(Al2Si3O
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)
·
2H2O、石榴石Ca3Al2(SiO4)3、锆石英ZrSiO4、绿柱石Be3Al2Si6O
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>等。各类硅酸盐中结合固定有丰富多样的其它元素（如K、P、Al等），但因结合状态稳定，不能被直接利用。硅酸盐细菌通过分解硅酸盐能够使化合态的元素溶解释放到土壤中，提升其利用效率。现有研究已表明，硅酸盐细菌是重要的土壤功能菌。硅酸盐细菌通过分解土壤中硅酸盐，可以促进K释放，提高土壤含K水平。此外，硅酸盐细菌还可以分解长石与云母等硅酸盐类的原生态矿物，分解磷灰石中的磷素，使土壤中难溶性的K、P、Si等元素转变为可溶性，提升土壤营养水平；同时，硅酸盐细菌的代谢产物如生长刺激素、多糖、有机酸和蛋白质等能抑制病原菌生长、改善土壤肥力，破坏土壤结晶构造，有利于农作物的营养吸收，从而综合性地达到促进作物生长、增产等效应。（4）硅酸盐细菌可应用于微生物矿物工程（浸矿、选矿、矿物加工），典型的是铝土矿的生物脱硅工艺，即利用硅酸盐细菌及其代谢产物与铝土矿发生吸附、溶蚀、氧化还原等反应，脱出铝土矿中无用成分硅，从而提升矿料的铝硅比，达到氧化铝生产工艺要求。
[0003]现有技术所称硅酸盐细菌实际不单指细菌，而是包含了范围更广的微生物门类。目前发现鉴定的硅酸盐细菌多属细菌门物种，最主要的是：环状芽孢杆菌（Bacillus circulans）、胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）（有另鉴定其为胶冻样类芽孢杆菌（Paenibacillus mucilaginosus））、土壤芽胞杆菌（Bacillus edaphicus）（有另鉴定其为土壤类芽孢杆菌（Paenibacillus edaphicus））3种。此外还有邻单胞菌属（P. esianonas）、多粘芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）、粘液芽孢杆菌（Paenibacillus mucilaginosus）、圆形芽孢杆菌（Bacillus circulans）、根瘤农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）、粘着剑菌M78（Ensifer adhaerens M78）、节杆菌H19（Arthrobacter pascens H19）、伯克氏菌G27（Burkholderia anthina G27）。被鉴定的属于真菌物种的硅酸
盐细菌数量较少，包括烟曲霉（Aspergillus fumigatus）、黑曲霉（Aspergillus niger）、小刺青霉（Penicillium spinulosum Thom）。
[0004]现已鉴定的硅酸盐细菌中，细菌门类远多于真菌门类。然而现有技术研究发现，由于生化代谢差异，真菌会分泌较多有机酸，实现质子交换，溶解矿物，因而真菌脱硅效果优于细菌。筛选培育硅酸盐真菌具有较高的工业用途价值。
[0005]在微生物工程中，应用微生物共培养技术可以利用不同菌种生化代谢差异促成其生长的协同效率，减轻菌种发酵代谢负担，从而充分发挥菌种优势与能力，提升培养体系转化效应。现有技术尚未利用真菌与细菌株共培养物实现硅酸盐分解用途的技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是提供一种具有硅酸盐分解工业用途的菌株共培养物。
[0007]为实现上述目的，本专利技术首先提供一种菌株共培养物，其技术方案如下：一种菌株共培养物，其特征在于：包含囊担菌（Cystobasidium sp.）Z6菌株与枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis），所述囊担菌囊担Z6菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期2022年12月08日，保藏编号CGMCC No. 26172。
[0008]上述菌株共培养物的囊担菌Z6菌株CGMCC No. 26172是自花岗岩风化形成的土壤样本中筛选得到，编号为Z6菌株。菌株的ITS基因序列（如SEQ ID NO.1）在Genebank进行序列同源性比较，结果显示Z6菌株是囊担菌属（Cystobasidium）菌株。因此鉴定Z6菌株为一株囊担菌，命名为囊担菌Z6菌株（Cystobasidium sp. Z6）。
[0009]本专利技术实验数据证明，上述菌株共培养物，在实验室条件下经10 d培养能够将粉煤灰中硅离子浸出释放效率提升近300%。据此，本专利技术首先提供包含本专利技术菌株共培养物的菌剂产品，其技术方案如下：菌剂，其特征在于：包含上述菌株共培养物。
[0010]本专利技术同时提供如下应用类技术方案：上述菌株共培养物或菌剂在分解硅酸盐中的应用。
[0011]分解硅酸盐可以是生物脱硅、矿物硅释放、矿物硅资源化、硅酸盐矿物改性、花岗岩环境改造、土壤硅释放、土壤改良/调理、生物肥料、含硅垃圾处置、废弃物资源化、污水污泥处理、粉煤灰改性/处置/资源化。
[0012]上述菌株共培养物或菌剂在环境硅酸盐或粉煤灰资源化中的应用。
[0013]上述菌株共培养物或菌剂在微生物矿物工程中的应用。
[0014]上述菌株共培养物或菌剂在制备硅酸盐分解产品中的应用。本专利技术提供的菌株共培养物或菌剂可以进一步依照常规加工工艺加相关产品，其技术方案如下：以上述菌株共培养物或菌剂为效用成分的硅酸盐分解产品。
[0015]以现有技术对硅酸盐细菌工业用途的研究，硅酸盐分解产品可以是生物肥料、土壤调理/改良产品、矿物资源化产品、垃圾处置产品、土壤肥料产品、土壤硅酸盐分解产品、土壤调理/改良产品、矿物资源化产品、废弃物处置产品、废弃物资源化、花岗岩环境改造产品、粉煤灰改性/处置/资源化产品、选矿脱硅提纯产品等多种。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.菌株共培养物，其特征在于：包含囊担菌（Cystobasidium sp.）Z6菌株与枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis），所述囊担菌Z6菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期2022年12月08日，保藏编号CGMCC No. 26172。2.菌剂，其特征在于：包含权利要求1所述菌株共培养物。3.权利要求1所述菌株共培养物或权利要求2所述菌剂在分解硅酸盐中的应用。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述分解硅酸盐包括生物脱硅或矿物硅释放或矿物硅资源化或硅酸盐矿物改性或花岗岩环境改造或土壤硅释放或土壤改良/调理或生物肥料或含硅垃圾处置或污水污泥处理或粉煤灰改性/处置/资源...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢鸿观，王璐，李学锋，林妍竹，童晋，刘力源，刘恺鑫，李世达，郭婷婷，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：