本发明专利技术提供一种消除哌嗪残留的降解菌剂，属于生物高技术领域。所用菌株为革兰氏染色反应阴性菌PQ-01，经鉴定为副球菌属（Paracoccussp.）。主要生物学特性为革兰氏阴性，球状或球杆状，无芽孢，非运动性。该菌能以哌嗪为唯一碳源和氮源进行生长，并将其彻底矿化。在实验室摇瓶条件下该菌株能在24小时之内将100mg/L哌嗪降解到检测不到的水平，解决了废水处理中哌嗪难生物降解的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境微生物
，具体地，涉及一株哌嗪降解副球菌PQ-Ol及其应用。
技术介绍
胺类化合物可看成是氨分子中的氢原子被烃基取代后所得到的产物。许多胺类化合物在医药、工业、农业等领域都有广泛的应用。有机胺的大量使用，势必会对环境造成污染进而危害人类健康。低级胺有浓重的像氨的难闻气味，如三甲胺则有难闻鱼腥味。低级脂肪胺易溶于水，它们在水中的溶解度和气味则随分子量的增加而减小。芳香胺为液体或固体，有难闻的气味。结构较简单的芳胺微溶于水、较复杂的不溶。芳胺有较大的毒性，吸入蒸气或经皮肤渗入都能导致中毒。联苯胺还有致癌的作用。有机胺进入环境中，一些易被生物降解，另些不易被降解的便对环境产生破坏。哌嗪是一种有机胺类化合物，是重要的医药中间体和精细化工原料，哌嗪与有机酸或无机酸生成的盐广泛用作人和动物的驱虫剂，有机酸盐主要用于人体，而无机盐则多作为兽药。哌嗪主要用途是用作医药中间体，用于生产氟哌酸、吡哌酸、强痛定、利福平等药物。哌嗪衍生物中的N-甲基哌嗪、N-乙基哌嗪、2-甲基哌嗪、氨乙基哌嗪、轻乙基哌嗪等，也在制药、表面活性剂、合成纤维中有广泛应用。此外，哌嗪还可作为橡胶硫化剂、抗氧剂、防腐剂、表面活性剂、合成树脂、合成纤维、合成皮革等的原料，用途极为广泛。近年来，随着我国医药工业和精细化工的迅速发展，对哌嗪及其衍生物的需求量急剧上升，其中以无水哌嗪价值为最高，应用最广。生物降解是自然界中胺类物质去除的主要途径，目前国内尚没有哌嗪高效降解菌的研究报道，因此，从哌嗪污染的环境中分离出高效降解哌嗪的微生物菌株，利用微生物的作用修复环境中的哌嗪污染具有重大的理论意义和潜在的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对生产实践中的实际问题和需求，开发研制出一种新型的哌嗪降解菌剂，使用本菌剂可以降解废水中的哌嗪，使哌嗪残留量大大降低，使废水达标排放，同时降低处理成本，适用于现代废水处理工艺。本专利技术提供的哌嗪降解菌株PQ-Ol是通过驯化、富集、稀释涂布分离筛选到的一株革兰氏染色反应阴性菌，于2013年I月15日保藏于中国微生物菌种保存管理委员会普通微生物中心(简称CGMCCJia:北京市朝阳区北辰西路I号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)，保藏编号为CGMCC N0.7141，经鉴定为副球菌属)。主要生物学特性为G_，球状或球杆状，无芽孢，无运动性。哌嗪降解菌PQ-Ol在LB培养基中培养两天后的特征是:菌落表明突起，光滑，边缘整齐，乳黄色，不透明。所述的LB培养基的成分是:酵母膏 5.00，蛋白胨 10.00，NaCl 10.00，pH 7.0。本专利技术提供了含有所述副球菌PQ-Ol的菌剂。本专利技术还提供了一种所述副球菌PQ-Ol生产菌剂的方法，包括:斜面种一摇瓶种一种子罐一生产罐一产品，包装剂型为液体菌剂或固体吸附菌剂。所述副球菌PQ-Ol生产菌剂的方法，具体步骤为: O活化培养:将哌嗪降解菌PQ-Ol的试管种接种于LB培养基中，振荡培养至对数期； 2)种子液制备:将上述培养好的菌种按10%的接种量接种入500升种子罐，培养至对数生长期，即为种子液； 3)菌剂制备:将种子液按10%的接种量接入生产罐培养发酵，生产罐所用培养基与种子罐培养基相同，发酵完成后培养液即为菌剂。步骤I)中所述的LB培养基配方为=NaCl 10.00g/L,蛋白胨10.00g/L,酵母粉5.00g/L, pH7.0。步骤2)中所述种子罐所用的培养基配方为:葡萄糖0.8%，(NH4) 2S04 1%，K2HPO40.2%, MgSO4 0.05%, NaCl 0.01%, CaCO3 0.3%,酵母膏 0.02%, pH 值 7.2-7.5。所述步骤2)中种子罐和步骤3)中生产罐的培养过程中无菌空气的通气量均为1:0.6-1.2，搅拌速度均为180-240转/分，培养温度均为30_35°C，整个工艺流程培养时间为48-60小时。本专利技术提供了上述方法所制备的菌剂在哌嗪降解中的应用。本专利技术提供了一种消除哌嗪污染的降解菌，可以用发酵工业通用发酵设备进行生产，且该菌能以哌嗪为唯一碳源和`氮源进行生长，实验室生物降解实验结果表明，对IOOmg/L哌嗪的降解率达到100%。该专利技术生产的降解菌剂具有生产成本低，使用方便，去除效果好的优点，适合在含有哌嗪的废水处理中推广使用。本专利技术对于保护生态环境，保护人类的身体健康，降低废水处理成本具有重要的意义。附图说明图1为显微镜下降解菌PQ-01菌落照片； 图2为菌株PQ-01菌体结晶紫染色照片； 图3为菌株PQ-01对哌嗪的降解； 图4为温度对哌嗪降解效率的影响； 图5为pH对哌嗪降解效率的影响； 图6为不同初始浓度下菌剂对哌嗪的降解； 其中:Λ代表哌嗪的降解，〇代表哌嗪降解菌PQ-01的生长。具体实施例方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本专利技术的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。实施例1哌嗪降解菌PQ-01的分离和鉴定 取哌嗪富集菌液，进行梯度稀释。稀释液涂布于含100mg/L哌嗪的无机盐固体培养基上，培养基配方为:每升含 1.5 g K2HP04、0.5 g ΚΗ2Ρ04、0.2 g MgSO4X 7H20、1.0 g NaCl、18g琼脂，pH =7.0，30°C培养数天。从中挑取单菌落，利用HPLC验证其降解效果，将降解效率较高的一株菌株用30%的甘油保存于-20°C冰箱中。其菌落图片见图1，鉴定为副球菌属(.Paracoccus);命名为:PQ_01。其结晶紫染色照片如图2所示，主要生物学特性为G_，对数生长期菌体为球状或球杆状，无芽孢，无运动性。能以哌嗪为唯一碳源和氮源进行生长，并将其彻底矿化。在实验室摇瓶实验中，30°C、160rpm转速的摇床中培养30h，通过液相测定，结果显示对250mg/L的哌嗪的降解率达100%，如图3所示。该菌可以用发酵工业通用发酵设备进行生产。实施例2实验室生物降解实验 1.温度对哌嗪降解效率的影响 在无氮基础盐培养基(NaCl 1.0 g.I/1，K2HPO4 1.5 g. Λ KH2PO4 0.5 g. ΛMgSO4.7Η20 0.2 g.L_\ pH 7.0，下同)中加入IOOmg.Γ1的哌嗪，以1%的接种量接入降解菌株种子液(OD600 ^ 1.6)，于不同温度下(15°〇，251:，301:，351:，40°0，摇床 160r.min—1培养，24h后取样，测定哌嗪浓度。结果如图4所示。表明PQ-Ol的最适降解温度为30°C;在较低的温度下仍具有一定的降解能力，而过低或过高的环境温度会抑制哌嗪的生物降解。2.pH对哌嗪降解效率的影响 在pH为5.0，6.0，7.0，8.0，9.0的磷酸缓冲体系配制的无氮基础盐培养基中，加入IOOmg -Γ1的哌嗪，以1%的接种量接入降解菌株种子液(OD6tltl ^ 1.6)，于30 °C、160r -min^1摇床培养，28h后取样，测定哌嗪浓度。结果如图5所示。表明PQ-Ol的最适降解pH为8，在较低或较高PH的情况下都会抑制其对本文档来自技高网...
【技术保护点】
一株哌嗪降解副球菌（Paracoccus sp.）菌株PQ‑01，其保藏编号为CGMCC NO.7141。
【技术特征摘要】
1.一株哌嗪降解副球菌sp.)菌株PQ-Ol，其保藏编号为CGMCC N0.7141。2.权利要求1所述副球菌PQ-Ol在哌嗪降解中的应用。3.含有权利要求1所述副球菌PQ-Ol的菌剂。4.一种所述副球菌PQ-Ol生产菌剂的方法，包括:斜面种一摇瓶种一种子罐一生产罐一产品，包装剂型为液体菌剂或固体吸附菌剂。5.根据权利要求4所述的生产菌剂的方法，具体步骤为: 活化培养:将哌嗪降解菌PQ-Ol的试管种接种于LB培养基中，振荡培养至对数期； 种子液制备:将上述培养好的菌种按10%的接种量接种入500升种子罐，培养至对数生长期，即为种子液； 菌剂制备:将种子液按10%的接种量接入生产罐培养发酵，生产罐所用培养基与种子罐培养基相同，发酵完成后培养液即为菌剂。6.根据权利要求5所述的方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡舒，陈立伟，蔡天明，李欣，胡江，杨倩，邱沪生，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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