本发明专利技术公开了一株粪肠球菌及其在产生物电中的应用，其特征在于，该菌是粪肠球菌（Enterococcus?faecalis）Z5，由中国典型培养物保藏中心保藏，简称CCTCC，保藏编号为：CCTCC?NO：M2012445，保藏日期为2012年11月6日。该菌接种至微生物燃料电池中可以在降解有机物的同时产生电能，但是可能不通过分泌自身电子传递中间体传递电子。菌株Enterococcus?faecalis?Z5具有很强的电化学活性，还能利用多种类型的有机物作为唯一碳源进行产电。基于上述特性，该菌在环境污染修复及生物能源回收中具有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一株粪肠球菌及其在产生物电中的应用
本专利技术属于环境污染生物处理和生物能源
，具体涉及一株产电粪肠球菌及其应用。
技术介绍
有机废水中往往含有大量易降解的有机物，如果能将这些有机物资源化并大规模应用，从而克服了传统污水处理的原本缺陷，将会缓解人类社会面临能源和环境保水污染问题，这一愿景则由于微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells, MFCs)的兴起而逐渐变成可能。所谓的微生物燃料电池是燃料电池的一种特殊形式，微生物作为催化剂的作用通过氧化有机物或非有机物从而把化学能转化成电能的生物电化学系统装置。MFC技术是一种新概念的废水处理技术，即在利用微生物去除可降解的有机物的同时获得电能，并具有无污染的特点。但是目前的MFC燃料转化速率较低、输出功率有限，影响了实际应用。产电微生物决定着MFC的功能与应用，是MFC系统的核心组成部分，对产电微生物的研究将推动MFC的发展。虽然已有不少的产电微生物已经被分离并且应用于MFC系统中，但是其产电效率较为低下，同时目前的研究着重于单一底物利用。因此筛选更多优良的产电菌种，提高其产电性能的同时考察该多底物利用情况，将会为分离出高效产电并具备修复多种类型的环境污染的菌株奠定基础。Enterococcus sp.(肠球菌属)为革兰氏阳性菌,在自然环境、人以及动物的消化道广泛存在。Enterococcus fae calis是Enterococcus sp.的模式菌株。然而，到目前为止,Enterococcus sp.的研究集中在医学上感染的领域内，对于Enterococcus faecalis在MFCs中能够产电的试验还未见相关报道。
技术实现思路
本专利技术克服了上述缺陷，提供一株产电粪肠球菌及其主要在环境污染修复及生物能源回收中的应用。本专利技术所提供的一株产电粪肠球菌来源于深圳红树林保护中心红树林底泥，经微生物燃料电池的电化学富集培养、人工分离纯化得到，该菌是粪肠球菌(Enterococcusfaecalis) Z5,由中国典型培养物保藏中心保藏，简称CCTCC，保藏编号为:CCTCC NO:M2012445，保藏日期为2012年11月6日，保藏地址为中国.武汉.武汉大学。该菌在柠檬酸铁培养基上的菌落为圆形，乳白色状，边缘光滑，有光泽。透射电镜下观察该菌的形态为细胞球形或卵圆形，约为0.6 2.0 μ mX 0.6 2.5 μ m，革兰氏阳性，没有明显的荚膜，兼性厌氧，生长对数期为5 19h。菌株Z5的16S rDNA的登录号为JX286503。上述菌株CCTCC M2012445在产生物电中的应用，可以应用于环境污染生物处理和生物能源技术回收中，具体操作步骤如下:(I)将权利要求1所述菌株接种至高盐LB培养基中，30±5°C厌氧培养；取对数期生长中期的菌液，离心，弃上清液，添加PBS缓冲液摇匀，按上述步骤将所得菌悬液再次离心，如此反复清洗2次，添加PBS缓冲液制成菌悬液；(2)启动单室空气阴极微生物燃料电池，将(I)中获得的菌悬液与营养液混合后接种于微生物燃料电池，在步骤(I)的培养温度下恒温运行即可。当MFC的输出电压达到IOOmV以上，视为启动成功。此后，仅更换含电子供体的营养液。优选地,所述高盐LB培养基组分如下:胰蛋白胨(Tryptone) IOg Ι/1,酵母提取物(Yeast extract) 5g L—1,氯化钠(NaCl) 20g.L-1 ;所述营养液成分为2OmmoI.L4的电子供体，50mmol.L4PBs缓冲液以及少量维生素和微量元素。优选地，所述营养液的电子供体为乳酸盐、柠檬酸盐、葡萄糖和丙三醇中的一种或几种；所述 PBS 缓冲液为 NH4Cl0.31g. Λ NaH2PO4.Η202.452g. Λ Na2HP044.576g. ΛKC10.13g.ΙΛ ρΗ7.0。优选地，所述制成的菌悬液的0D_为0.6。优选地，所述高盐LB培养基和营养液的pH为7.0 7.4。优选地，步骤(I)所述培养温度为30±1°C，培养时间为16_18h ;离心条件为5000r/min离心10分钟。 优选地，所述菌悬液与营养液的体积比为1:5。优选地，步骤(2)中所述微生物燃料电池为圆柱形(截面直径为2cm，有效容积6.28cm3),材质为聚碳酸酯。空气阴极为载钼碳纸(0.5mg.cm-2),阳极为硝酸改性碳租，阴极内侧为一层阳离子交换膜，电极间距为2cm，用钛丝做电子集流体。硝酸改性碳毡的具体改性方法为:将预处理后的碳毡用浓硝酸(65%)浸泡5h，用去离子水反复冲洗至中性，放入120°C烘箱中烘干2h后，置于干燥器内备用。碳毡预处理方法为:用丙酮浸泡3h后，经真空泵抽涤，以除去表面的油溶性物质；再用去离子水冲洗并浸泡、煮沸，每隔0.5h换水I次，共煮沸3h，将电极材料放入120°C烘箱中烘干2h后，置于干燥器内备用。优选地，步骤(2)中所述MFC的输出电压(U)采用Keithley2700采集优选地，步骤(2)中所述阳离子交换膜预先用5%NaCl浸泡24h。所述菌株CCTCC M2012445在环境污染生物处理和生物能源
中的应用。以乳酸盐为基质时，该菌株构建的单室空气阴极MFC可产生稳定输出电压0.302V，最大功率密度为382mW*m_2。除乳酸盐外，该菌还能利用葡萄糖、丙三醇、柠檬酸盐产电。这说明菌株Enterococcus faecalis Z5不仅具有较强的电化学活性,还能利用多种类型的有机物作为唯一碳源进行产电。本专利技术与现有技术相比优点是该菌株CCTCC M2012445表现出较强的电化学活性，可以产生较为显著的电能，以乳酸盐为电子供体时可产生382mW*m_2最大功率密度，且可以利用多种类型的有机物产电，这意味着该菌将在多种工业废水处理及环境污染修复中发挥重要作用。同时，该菌株为兼性厌氧型，产电过程中并不需要严格的厌氧环境，减小了实际应用中对废水及环境污染处理装置的要求。附图说明图1为实施例1以红树林底泥为接种物的MFC启动电压图。图2为实施例2的菌株循环伏安曲线图。图3为实施例3的菌株以多种有机物为基质的MFC电压、功率密度和库伦效率图。图4为实施例4的菌株以乳酸盐为基质的(a) MFC电压、(b)极化曲线和(c)电极电势图。图5为实施例4中MFC阳极滤出液的循环伏安曲线图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述，但本专利技术的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。本专利技术实施例中所用深圳红树林保护中心红树林底泥。实施例1菌株CCTCC M2012447的筛选及分离取红树林底泥300mL转移到500mL烧杯中，加入葡萄糖营养液200mL，搅拌均匀，用NaHCO3溶液调整pH值到7.0左右(6.7-7.2)，置于30°C培养箱培养I天。测定pH值，并适时用NaHCO3溶液调整pH值到6.7-7.2，搅拌均匀，待其沉淀后，弃去上清液。如此重复培养3天备用。启动单室空气阴极微生物燃料电池，所述的MFC为长方体(长X宽X高=8.5X7X6.5cm3，有效容积200mL)，材质为0.5cm的有机玻璃，一端以盲板封闭，另一端用夹板放置阴极。空气阴极为载钼碳纸(0.5mg/m2),阳极本文档来自技高网...
【技术保护点】
一株粪肠球菌，其特征在于，该菌是粪肠球菌（Enterococcus?faecalis）Z5，由中国典型培养物保藏中心保藏，简称CCTCC，保藏编号为：CCTCC?NO：M2012445，保藏日期为2012年11月6日。
【技术特征摘要】
1.一株粪肠球菌，其特征在于，该菌是粪肠球菌(Enterococcus faecalis) Z5,由中国典型培养物保藏中心保藏，简称CCTCC，保藏编号为:CCTCC NO:M2012445，保藏日期为2012年11月6日。2.权利要求1所述的菌株在产生物电中的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，包括如下步骤: (1)将权利要求1所述菌株接种至高盐LB培养基中，30±5°C厌氧培养；取对数期生长中期的菌液，离心，弃上清液，添加PBS缓冲液摇匀，按上述步骤将所得菌悬液再次离心，如此反复清洗2次，添加PBS缓冲液制成菌悬液； (2)启动单室空气阴极微生物燃料电池，将(I)中获得的菌悬液与营养液混合后接种于微生物燃料电池，在步骤(I)的培养温度下恒温运行即可。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述高盐LB培养基组分如下:胰蛋白胨IOg I/1，酵母提取物5g.ΙΛ氯化钠20g +1 ;所述营养液成分为20mmol -T1的电子供体，50mmol.L4PBs缓冲液以及少量维生素和微量元素。5...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱能武，谢海秀，吴平霄，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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