本發(fā)明涉及一株小鏈桿菌，該菌株能夠高效降解水體中的聚乙烯醇(pva)，屬于環(huán)境微生物。

背景技術(shù)：

1、聚乙烯醇(pva)，是一種源自石油裂解產(chǎn)物的化工原料，憑借其卓越的水溶性、粘附性、漿膜強(qiáng)韌性、耐磨性以及強(qiáng)有機(jī)溶劑耐受性，在紡織、紙制品制造、食品包裝和醫(yī)療器械等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。作為生產(chǎn)量最大的水溶性聚合物之一，pva的生產(chǎn)和消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)，導(dǎo)致大量pva被排放到環(huán)境中，pva因其較大的表面活性，能在水中迅速形成大量泡沫，這不僅導(dǎo)致水體富氧，還會(huì)增大水體的黏度，嚴(yán)重抑制甚至破壞水生生物的呼吸活動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)環(huán)境污染，對(duì)生態(tài)平衡構(gòu)成威脅，因此，pva的降解處理對(duì)于環(huán)境保護(hù)而言至關(guān)重要。

2、然而，pva在自然條件下難以降解，必須借助物理化學(xué)或生物方法進(jìn)行處理。其中，物理化學(xué)方法如超濾膜分離法、輻射法、鹽析絮凝法、高級(jí)氧化法和單獨(dú)臭氧氧化法等，這些方法雖然有效，但存在成本高和可能引發(fā)二次污染的問(wèn)題。相比之下，生物法降解pva則更為經(jīng)濟(jì)和高效。

3、但遺憾的是，pva的可生化性較差，難以被普通的微生物所降解。盡管如此，仍有特定的功能微生物或酶能夠降解pva。研究表明，這些pva降解菌在自然界中的分布相對(duì)有限，通常僅在被pva污染的環(huán)境中才能找到，如pva紡織廢水和造紙廢水等。自1936年nord首次發(fā)現(xiàn)鐮刀菌可以降解pva以來(lái)，科研人員已成功分離純化了部分pva降解菌，如pseudomonaso-3、pseudomonas?vesicularis?pd、pseudomonas?putida、bacillus?magaterium、acinetobacter?sp.和xanthomonas?sp.等。然而，由于效率低下等原因，這些菌株中的大部分仍無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。因此，篩選并分離出高效的pva降解菌株，成為研發(fā)pva微生物降解技術(shù)的核心任務(wù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的聚乙烯醇(pva)降解菌株效果不夠突出的現(xiàn)狀，提供一株小鏈桿菌及其在降解聚乙烯醇上的應(yīng)用，該菌株能夠利用pva作為唯一碳源和能源生長(zhǎng)，進(jìn)而將pva完全礦化為co2和h2o，起到降解pva的作用。

2、一株小鏈桿菌pva-1，保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，地址為：北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏編號(hào)為：cgmccno.32622，保藏日期為：2024年11月14日，其16s?rdna序列如seq?id?no:1所示，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，本發(fā)明中所述的小鏈桿菌均是指小鏈桿菌pva-1菌株。

3、該菌株自污水處理池的活性污泥中分離而來(lái)，革蘭氏染色陰性，無(wú)芽孢，無(wú)莢膜，細(xì)胞0.6*2.3微米，并排成對(duì)并形成絲狀體，其絲狀體扁平而不是圓柱狀，末端細(xì)胞不圓。

4、本發(fā)明提供的小鏈桿菌的有益效果是：

5、1)該菌株能利用pva作為唯一碳源和能源生長(zhǎng)，將pva完全礦化成co2和h2o，在純培養(yǎng)條件下，該菌在30℃、200r/min的條件下，對(duì)含pva的模擬廢水中pva的降解效率達(dá)90％以上。

6、2)該菌對(duì)pva的耐受度高，最高可耐受1000ppm的pva，在純培養(yǎng)條件下，針對(duì)無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中1000ppm的pva，144h的降解率達(dá)到90％以上；

7、3)該菌株的培養(yǎng)方法簡(jiǎn)單，生長(zhǎng)速度快且環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，安全性高且不破壞原始環(huán)境，無(wú)二次污染。

8、本發(fā)明還要求保護(hù)包含上述小鏈桿菌的微生物菌劑。

9、優(yōu)選的，所述小鏈桿菌的發(fā)酵方法包括如下步驟：

10、(1)一級(jí)種子培養(yǎng)：無(wú)菌條件下，將小鏈桿菌接種于營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基中，置于25-35℃、180-300r/min條件下培養(yǎng)20-36小時(shí)，獲得一級(jí)種子培養(yǎng)液；

11、(2)二級(jí)種子培養(yǎng)：無(wú)菌條件下，將步驟(1)所得的一級(jí)種子培養(yǎng)液按照1-10vol％的比例接種于營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基中，置于25-35℃、180-300r/min條件下培養(yǎng)20-36小時(shí)，獲得二級(jí)種子培養(yǎng)液；

12、(3)發(fā)酵：將發(fā)酵培養(yǎng)基消毒，后將步驟(2)所得的二級(jí)種子培養(yǎng)液按照1-10vol％的比例接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中，于25-35℃、180-300r/min、通氣比1：(1-2)的條件下發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中調(diào)節(jié)ph為6.5-7.5，待20-36h后停止發(fā)酵，得發(fā)酵液。

13、進(jìn)一步，所述營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基的組成為：胰蛋白胨5-15g/l，酵母浸粉3-8g/l，氯化鈉5-15g/l，溶劑為水，且ph＝6.5-8.0。

14、進(jìn)一步，所述發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為：碳源10-50g/l、氮源5-15g/l、k+1.0-1.5g/l、mg2+0.02-0.5g/l、ca2+0.1-0.5g/l、mn2+0.01-0.5g/l，溶劑為水，且ph＝6.5-8。

15、進(jìn)一步，所述碳源選自葡萄糖、酒石酸鉀鈉、蔗糖、淀粉、琥珀酸或檸檬酸鈉中的一種或多種。

16、進(jìn)一步，所述氮源選自硝酸鉀、磷酸氫二銨、尿素、酵母粉、蛋白胨或氯化銨中的一種或多種。

17、培養(yǎng)基中所涉及到的離子、鹽等都可來(lái)源于無(wú)機(jī)化合物中，所述k+的來(lái)源為磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鉀中的一種或多種，所述mg2+的來(lái)源為硫酸鎂、氯化鎂中的一種或多種，所述ca2+的來(lái)源為氯化鈣、硝酸鈣中的一種或多種，所述mn2+的來(lái)源為一水硫酸錳、四水硫酸錳、硝酸錳或氯化錳中的一種或多種。

18、本發(fā)明中所述的通氣比是指每分鐘內(nèi)通入發(fā)酵罐的空氣體積與發(fā)酵液總體積之比。

19、在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際的使用和存儲(chǔ)需要來(lái)確定最終的小鏈桿菌產(chǎn)品的形態(tài)，當(dāng)需要使用液態(tài)產(chǎn)品時(shí)，將發(fā)酵液稀釋至所需要的濃度即可直接使用，當(dāng)需要使用固態(tài)產(chǎn)品時(shí)，可將發(fā)酵液離心后獲得菌泥，然后采用噴霧干燥或冷凍干燥工藝制得固態(tài)菌粉。

20、本發(fā)明還要求保護(hù)使用上述小鏈桿菌的活化液或微生物菌劑凈化污廢水的方法，包括向污廢水中施加小鏈桿菌的活化液或包含小鏈桿菌的微生物菌劑的步驟。

21、進(jìn)一步，所述污廢水中的聚乙烯醇濃度為1000mg/l以下，優(yōu)選500mg/l以下。

22、進(jìn)一步，所述污廢水的鹽度為2％以下，優(yōu)選1％以下。

23、進(jìn)一步，所述小鏈桿菌的活化液或微生物菌劑的接種量為500ppm以上，優(yōu)選500-10000ppm，最優(yōu)選500-1000ppm。

24、本發(fā)明還要求保護(hù)上述的小鏈桿菌和微生物菌劑在污廢水凈化領(lǐng)域的應(yīng)用。

25、優(yōu)選的，所述小鏈桿菌和微生物菌劑用于降解污廢水中的聚乙烯醇。

26、進(jìn)一步，所述污廢水中的聚乙烯醇濃度為1000mg/l以下，優(yōu)選500mg/l以下。

27、進(jìn)一步，所述污廢水的鹽度為2％以下，優(yōu)選1％以下。

技術(shù)特征：

1.一株小鏈桿菌(catellibacterium?sp.)，其特征在于，保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為：cgmcc?no.32622。

2.一種微生物菌劑，其特征在于，有效成分包含權(quán)利要求1所述的小鏈桿菌。

3.權(quán)利要求1所述小鏈桿菌的發(fā)酵方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)一級(jí)種子培養(yǎng)：無(wú)菌條件下，將小鏈桿菌接種于營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基中，置于25-35℃、180-300r/min條件下培養(yǎng)20-36小時(shí)，獲得一級(jí)種子培養(yǎng)液；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)酵方法，其特征在于，所述營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基的組成為：胰蛋白胨5-15g/l，酵母浸粉3-8g/l，氯化鈉5-15g/l，溶劑為水，且ph＝6.5-8.0。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的發(fā)酵方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為：碳源10-50g/l、氮源5-15g/l、k+1.0-1.5g/l、mg2+0.02-0.5g/l、ca2+0.1-0.5g/l、mn2+0.01-0.5g/l，溶劑為水，且ph＝6.5-8。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)酵方法，其特征在于，所述碳源選自葡萄糖、酒石酸鉀鈉、蔗糖、淀粉、琥珀酸或檸檬酸鈉中的一種或多種；

7.一種凈化污廢水的方法，其特征在于，包括向污廢水中施加權(quán)利要求1所述小鏈桿菌的活化液或權(quán)利要求2所述微生物菌劑的步驟。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述污廢水中的聚乙烯醇濃度為1000mg/l以下，優(yōu)選500mg/l以下。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述污廢水的鹽度為2％以下，優(yōu)選1％以下。

10.權(quán)利要求1所述的小鏈桿菌和權(quán)利要求2所述的微生物菌劑在污廢水凈化領(lǐng)域的應(yīng)用；優(yōu)選的，所述小鏈桿菌和微生物菌劑用于降解污廢水中的聚乙烯醇。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一株小鏈桿菌(Catellibacterium?sp.)PVA?1，保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，地址為：北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏編號(hào)為：CGMCC?No.32622，該菌株能利用PVA作為唯一碳源和能源生長(zhǎng)，將PVA完全礦化成CO<subgt;2</subgt;和H<subgt;2</subgt;O，在純培養(yǎng)條件下，該菌在30℃、200r/min的條件下，對(duì)含PVA的模擬廢水中PVA的降解效率達(dá)90％以上。

技術(shù)研發(fā)人員：溫勝國(guó),丁孟澤,李玉龍,駱偉,劉菲菲,張濤,張大飛,鄭素娟,劉月瑤,劉圣鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島蔚藍(lán)賽德生物科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28