一株具有高效絮凝能力的土生拉乌尔菌及其培养方法和应用技术

本发明专利技术提供了一株具有高效絮凝能力的土生拉乌尔菌及其培养方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一株具有高效絮凝能力的土生拉乌尔菌及其培养方法和应用


[0001]本专利技术涉及絮凝剂制备技术与微生物燃料电池领域，具体涉及一株具有高效絮凝能力的土生拉乌尔菌及其培养方法和应用
。

技术介绍

[0002]絮凝是指在液体中将悬粒通过吸附
、
聚凝等变大形成絮体，加快沉降，进而达到固液分离的目的
。
与重力沉降
、
过滤
、
离心和浮选相比，絮凝具有投资少
、
效率高
、
操作简单
、
适用范围广等优势，具有巨大的应用和发展潜力
。
絮凝法在目前的应用市场中，是处理水体中的悬浮颗粒等污染物最经济
、
简便的办法之一，高效絮凝剂的应用开发也一直研究者关注的热点
。
[0003]微生物絮凝剂作为一类新型絮凝剂，其广谱的絮凝活性，可生物降解性及高效无毒
、
无二次污染的优势显示了它在水处理
、
发酵工业与污水处理等方面的应用前景
。
微生物絮凝产品具有常规絮凝剂不具备的优势：来源广泛
、
价格便宜
、
速度快
、
发酵条件温和等，提高生产和工业的绿色化
。
目前絮凝剂产生菌普遍运用在重金属离子的沉降，河水淤泥的沉降处理和乳浊液的油水分离等领域，有望成为取代传统的离心或过滤方法的新手段
。
[0004]微生物絮凝剂扩展了絮凝剂产品代新领域，在污水处理领域的应用相对广泛，可用于除浊
、
除油
、
去除金属离子
、
抑制污泥膨胀
、
促进污泥脱水等，同时对印染废水的色度去除效果明显，脱色率相对较高
。
在此基础上，微生物絮凝剂还可用于水产养殖业，既能净化培养池水质，又可吸收含氮废物为鱼虾提供食物来源，为水产业传统模式走向集约化做出技术支持
。
此外，微生物絮凝剂在微藻沉降中效果显著，现如今可再生能源革命时代，微藻等生物燃料被认为是传统化石燃料的潜在替代品之一，其含油量大
、
生长效率高
、
光合作用效果显著，并可直接在废水
、
盐碱水中培养
。
但是藻类培育
、
收获和下游加工过程的技术缺陷和低效阻碍了这种有价值的生物进一步的应用
。
因此新型高效
、
环保
、
低能耗的絮凝手段对于该问题有着很好的解决效果
。
[0005]微生物絮凝剂的研究，最早是
1935
年美国学者
Butterfield
从活性污泥中筛选到一株絮凝剂产生菌
。
就目前而言，所筛选出的微生物絮凝剂相关的菌株还不够多，相关归纳与共识性方面的内容欠缺，对微生物产生絮凝剂的规律
、
絮凝剂的絮凝规律
、
絮凝剂的结构
、
絮凝机理的系统总结仍待补充
。
因此，有必要进一步对微生物絮凝剂进行深入系统的基础研究，以丰富其内容
。
此外，具有絮凝特性微生物菌种的培养条件需要足够适宜，反之会造成菌种的退化，菌种保存受到威胁
。
因此，掌握微生物絮凝剂菌种的培养规律实现其大规模生产
、
降低培养成本
、
确定适宜的发酵成分配比也是目前微生物絮凝剂研究领域中亟待解决的问题
。
[0006]絮凝原理主要包含桥连与电荷中和
。
前者是作为普适絮凝机理，指导与絮凝剂产生菌相关的大部分研究
。
同时，与电荷中和相关的细胞外电子转移机制也是多种微生物絮凝菌的新开发方向
。
微生物燃料电池作为一种利用产电菌将化学能转换为电能的装置，可以对具有胞外电子转移能力的微生物进行测试
。
絮凝与产电的关联在于微生物絮凝机制包
括
LPS
吸附悬浮物与菌体本身的电凝集作用
。LPS
多糖长链特性为微生物吸附架桥的絮凝机理提供了合适的作用条件，而利用以
CRISPR
为代表的基因编辑技术对微生物的代谢通路进行改造，可增强菌体本身的电凝集作用
。
具体而言可改造相关激酶，例如提高呼吸链上辅酶
Q
合成水平，进而提高递氢效率，促进三羧酸循环，从而提高微生物的产电效率和电凝集能力，优化微生物絮凝效果
。
目前对于产电菌的研究仍未足以转化为实际应用，因为电子受体的缺失导致氧化磷酸化过程无法完全进行
。
该类研究在絮凝与产电方面一举两得，在提高絮凝效率的基础上探究新的可能性，具有广阔的发展前景
。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一株土生拉乌尔菌及其培养方法和应用，并利用了该土生拉乌尔菌的菌体自身絮凝特性，将其应用于具体絮凝问题中，同时利用絮凝机制提高絮凝效率，发掘更多应用可能性
。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术的第一方面是提供一株土生拉乌尔菌
(Raoultella terrigena)
，其
16SrDNA
序列如
SEQ ID NO:1
所示
。
[0010]进一步地，上述土生拉乌尔菌为
RtZG
‑1菌株，其保藏编号为
CCTCC M2022202
，保藏日期为
2022
年3月4日，保藏单位为中国典型培养物保藏中心
。
[0011]本专利技术的第二方面是提供上述土生拉乌尔菌的培养方法，采用
pH
值为7～9的无机盐培养基在
35
～
38℃
下以
80
～
120rpm
摇床培养
12
～
36h
，优选在
37℃
下以
120rpm
摇床培养
16
～
24h
；所述无机盐培养基包括
K2HPO4、KH2PO4、NaCl、MgSO4·
7H2O、
碳源和氮源
。
[0012]进一步地，上述碳源选自葡萄糖
、
柠檬酸
、
乳糖
、
甘油
、
麦芽糖
、
蔗糖
、
甘露醇
、
果糖中的一种或几种；该培养基的碳源优选为葡萄糖
。
[0013]进一步地，上述氮源选自氯化铵
、
胰蛋白胨
、
牛肉膏
、
硝酸钠
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一株土生拉乌尔菌
(Raoultella terrigena)
，其特征在于，所述土生拉乌尔菌的
16S rDNA
序列如
SEQ ID NO:1
所示
。2.
根据权利要求1所述的土生拉乌尔菌，其特征在于，为
RtZG
‑1菌株，其保藏编号为
CCTCC M 2022202
，保藏日期为
2022
年3月4日，保藏单位为中国典型培养物保藏中心
。3.
一种如权利要求1或2所述的土生拉乌尔菌的培养方法，其特征在于，采用
pH
值为7～9的无机盐培养基在
35
～
38℃
下以
80
～
120rpm
摇床培养
12
～
36h
，优选在
37℃
下以
120rpm
摇床培养
16
～
24h
；所述无机盐培养基包括
K2HPO4、KH2PO4、NaCl、MgSO4·
7H2O、
碳源和氮源
。4.
根据权利要求3所述的培养方法，其特征在于，所述碳源选自葡萄糖
、
柠檬酸
、
乳糖
、
甘油
、
麦芽糖
、
蔗糖
、
甘露醇
、
果糖中的一种或几种；所述培养基的碳源优选为葡萄糖
。5.
根据权利要求3所述的培养方法，其特征在于，所述氮源选自氯化铵
、
胰蛋白胨
、
牛肉膏
、
硝酸钠
、
硫酸氢铵中的一种或几种；所述培养基的氮源优选为氯化铵
。6.
根据权利要求3所述的培养方法，其特征在于，所述培养基包括如下浓度的组分：
5g/LK2HPO4，
2g/L KH2PO4，
0.1g/LNaCl
，
0.2g/LMgSO4·
7H2O
，5～
10g/L
无水葡萄糖，
1g/L
氯化铵；所述培养基的
pH
值优选为
7.0
±
0.2。7.
一种絮凝剂，其特征在于，包括培养至稳定期的如权利要求1或2所述土生拉乌尔菌的菌悬液
。8.
根据权利要求7所述的絮凝剂，其特征在于，培养条件为采用
pH
值为7～9的无机盐培养基在
35
～
38℃
下以
80
～
120rpm
摇床培养
12
～
36h
；所述无机盐培养基包括
K2HPO4、KH2PO4、NaCl、MgSO4·
7H2O、
碳源和氮源
。9.
根据权利要求8所述的絮凝剂，其特征在于，所述碳源选自葡萄糖
、
柠檬酸
、
乳糖
、
甘油
、
麦芽糖
、
蔗糖
、
甘露醇
、
果糖中的一种或几种；所述培养基的碳源优选为葡萄糖
。10.
根据权利要求8所述的絮凝剂，其特征在于，所述氮源选自氯化铵
、
胰蛋白胨
、
牛肉膏
、
硝酸钠
、
硫酸氢铵中的一种或几种；所述培养基的氮源优选为氯化铵
。11.
根据权利要求8所述的絮凝剂，其特征在于，所述无机盐培养基包括如下浓度的组分：
5g/L K2HPO4，
2g/L KH2PO4，
0.1g/L NaCl
，
0.2g/L MgSO4·
7H2O
，
10g/L
无水葡萄糖，
1g/L<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云龙，吕梁彧，张锐，闫宇飞，冯乔，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：