梁筱露+黃朝斌+白海濤

摘 要 本研究采用實(shí)驗(yàn)室分離篩選出的兩株降油菌株地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿，通過含油廢水的生物除油條件實(shí)驗(yàn)表明，地衣芽孢桿菌降解大豆油的最佳條件為：菌體接種量為10%，2 ml/L的油濃度，pH值為9.2，37℃250rpm。在此條件下，大豆油的平均降解率可達(dá)96.09%。而枯草芽孢桿菌降解大豆油的最佳條件為：菌株的接種量為8%，2ml/L的油濃度，pH值為7.2，30℃ 200rpm。在此條件下，大豆油的平均降解率可達(dá)80.1%。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明地衣芽孢桿菌在最佳除油條件下，對(duì)大豆油的降解率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于枯草芽孢桿菌。

關(guān)鍵詞 大豆油；降解率；地衣芽孢桿菌；枯草芽孢桿菌

中圖分類號(hào)：S182 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）13-0047-03

隨著人民生活水平的提高以及工業(yè)餐飲業(yè)的發(fā)展，排放在水體中的油脂含量日益增高。含油廢水污染范圍廣，對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境危害性大，油污染嚴(yán)重時(shí)還會(huì)直接導(dǎo)致水生動(dòng)物的窒息死亡[1]。油的漂移和擴(kuò)散，也會(huì)荒廢海灘和海濱旅游區(qū)，造成極大的環(huán)境危害和社會(huì)危害，更重要的是廢水中石油含有致癌烴，被魚、貝富集并通過食物鏈危害人體健康。隨著人民對(duì)環(huán)保的日趨重視，對(duì)含油廢水的處理顯得越來越重要[2]。對(duì)于含油廢水的處理，人們采用了不同方法，如物理法有篩濾、沉淀、隔油等，化學(xué)法有絮凝、吸附、電解等，這些方法一般投資大、流程復(fù)雜、且化學(xué)方法會(huì)產(chǎn)生二次污染。相比之下，微生物能利用油脂作為生長的碳源和能源，使之水解成甘油和脂肪酸，最終降解為水和CO2等代謝產(chǎn)物，此法成本低、無二次污染，同時(shí)微生物降解油脂還具有來源廣泛、選用便利、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)[3]。據(jù)文獻(xiàn)[4]報(bào)道，從油田集油站污染土壤中分離出的枯草芽孢桿菌能夠降解原油，而且降解率達(dá)到34.3%。同時(shí)也有研究[5]表明從餐廳隔油池廢水分離得到的芽孢桿菌經(jīng)鑒定可以降解油脂，降解率達(dá)到97.3%。因此，本實(shí)驗(yàn)為了探討兩種芽孢桿菌的除油條件和降解特性，進(jìn)行了以下研究。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1）菌種。地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）由實(shí)驗(yàn)室分離篩選，編號(hào)為AM-1。

枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）由實(shí)驗(yàn)室分離篩選，編號(hào)為AM-2。

AM-1和AM-2種子培養(yǎng)基用液體LB進(jìn)行培養(yǎng)，取單菌落中一定量菌種在LB斜面培養(yǎng)基上劃線，置于37℃恒溫箱培養(yǎng)12h，然后置于4℃的冰箱內(nèi)保存。

2）實(shí)驗(yàn)用大豆油。本實(shí)驗(yàn)采用市售的金龍魚精煉一級(jí)大豆油。原料產(chǎn)國阿根廷，出廠日期2012-3-9，制造商益海（廣州）糧油有限公司，121℃，滅菌20 min待用。

3）培養(yǎng)基。

LB培養(yǎng)基：蛋白胨10 g/L、酵母膏 5 g/L、NaCl 10 g/L、初始pH值為7.2，121℃，滅菌20min。

無機(jī)鹽培養(yǎng)基：（NH4）2SO4 0.5 g/L、NaCl 0.5 g/L、MgSO4·7H2O 0.2 g/L、CaCl2 0.05 g/L、K2HPO4 0.3 g/L、初始pH 7.2，121℃，滅菌20 min。

待測(cè)培養(yǎng)基：為了考察所篩選菌株除油效果，故需模擬實(shí)際廢水的狀況，以自來水中加入少量的無機(jī)鹽即可較準(zhǔn)確的滿足實(shí)際廢水狀況的要求。待測(cè)培養(yǎng)基即為無機(jī)培養(yǎng)基加入大

豆油：

（NH4）2SO4 0.5 g/L、NaCl 0.5 g/L、MgSO4·7H2O 0.2 g/L、CaCl2 0.05 g/L、K2HPO4 0.3 g/L、大豆油 2 ml/L、初始pH 7.2。

1.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法

1）種子培養(yǎng)液的制備。將菌株AM-1和AM-2從斜面菌種中用接種環(huán)挑取一定量菌種分別接入兩個(gè)裝有50 ml LB液體培養(yǎng)基的250 ml三角瓶中，置于37℃ 200rpm的搖床中培養(yǎng)10-12 h。

2）菌種濃度測(cè)定。菌體濃度的測(cè)定采用分光光度法，取1 ml菌液稀釋到10 ml，在600 nm的波長下以對(duì)照的無機(jī)培養(yǎng)基為空白測(cè)出吸光值。

3）大豆油降解率的測(cè)定。樣品為加入菌液的待測(cè)培養(yǎng)基，空白為未加入菌液的待測(cè)培養(yǎng)基，分別用25 ml石油醚萃取，用分液漏斗分液，取上層于50 ml的大比色管中，再分別取400 μL于25 ml小比色管中石油醚定溶到10 ml，采用紫外分光光度計(jì)在215 nm波長下測(cè)量大豆油石油醚萃取液的OD值，計(jì)算大豆油降解率（除油率用百分比來表示）。

大豆油的降解率：

1.3 降解大豆油條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究

1.3.1 不同接種量對(duì)大豆油降解率的影響

6個(gè)250 ml的三角瓶分別加入50 ml、49 ml、48 ml、

47 ml、46 ml和45 ml的無機(jī)培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)pH值為7.2，加入

0.5 ml 5g/L CaCl2儲(chǔ)備液，100 μL的大豆油，分別加入

0 ml、1 ml、2 ml、3 ml、4 ml和5 ml的種子培養(yǎng)液。將培養(yǎng)瓶放入37℃ 200rpm的搖床中培養(yǎng)120 h（即5天）。

1.3.2 不同油濃度對(duì)除油率的影響

取10個(gè)250 ml的三角瓶，5個(gè)空白加入50 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，其他5個(gè)樣品均加入等量的無機(jī)培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)pH值為7.2，加入0.5 ml 5g/L CaCl2儲(chǔ)備液，分別加入油量為25 μL、

50 μL、75 μL、100 μL和125 μL，每個(gè)油濃度均對(duì)應(yīng)一個(gè)空白和一個(gè)樣品，其中空白不加種子培養(yǎng)液，樣品加入1.3.1的最佳除油效果接種量的種子培養(yǎng)液量。將培養(yǎng)瓶放入37℃ 200rpm的搖床中培養(yǎng)120 h（即5天）。endprint

1.3.3 不同pH值對(duì)大豆油降解率的影響

取6個(gè)250 ml的三角瓶，其中一個(gè)為空白加入50 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，pH值調(diào)至7.2，其他5個(gè)為樣品均加入46 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，pH值分別為5.2、6.2、7.2、8.2和9.2，加入0.5 ml 5g/L CaCl2儲(chǔ)備液，加入1.3.2中最佳除油效果的油濃度，其中空白不加種子培養(yǎng)液，樣品加入1.3.1的最佳除油效果接種量的種子培養(yǎng)液量。將培養(yǎng)瓶放入37℃ 200rpm的搖床中培養(yǎng)120 h（即5天）。

1.3.4 不同溫度對(duì)大豆油降解率的影響

取10個(gè)250 ml的三角瓶，其中5個(gè)空白加入50 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，其他5個(gè)為樣品均加入46 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，pH值調(diào)至1.3.3最佳除油效果的pH，加入0.5 ml 5g/L CaCl2儲(chǔ)備液，加入1.3.2最佳除油效果的油濃度，其中空白不加種子培養(yǎng)液，樣品加入1.3.1的最佳除油效果的接種量的種子培養(yǎng)液量。將培養(yǎng)瓶放入轉(zhuǎn)速為200rpm溫度分別為25℃、30℃、35℃、37℃和45℃的搖床中培養(yǎng)120 h（即5天），每一個(gè)溫度設(shè)一個(gè)樣品和空白。

1.3.5 不同搖床轉(zhuǎn)速（溶氧）對(duì)大豆油降解率的影響

取10個(gè)250 ml的三角瓶，其中5個(gè)空白加入50 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，其他5個(gè)為樣品均加入46 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，pH值調(diào)至1.3.3最佳除油效果的pH，加入0.5 ml 5 g/L CaCl2儲(chǔ)備液，加入1.3.2最佳除油效果的油濃度，其中空白不加種子培養(yǎng)液，樣品加入1.3.1最佳除油效果的接種量的種子培養(yǎng)液量。將培養(yǎng)瓶放入溫度為1.3.4除油效果最佳的溫度，轉(zhuǎn)速分別設(shè)為100rpm、150rpm、200rpm、250rpm和280rpm的搖床中培養(yǎng)120 h（即5天），每一個(gè)轉(zhuǎn)速設(shè)一個(gè)樣品和空白。

1.4 最優(yōu)條件下的除油效果驗(yàn)證

在上述實(shí)驗(yàn)得出的最優(yōu)條件下進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，設(shè)置20個(gè)培養(yǎng)瓶進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)120h（即5天），計(jì)算大豆油的降解率，求出平均降解率。

2 結(jié)果與討論

1）不同接種量對(duì)大豆油降解率的影響。菌株AM-1當(dāng)接種量在2%到10%之間時(shí)，除油率隨接種量的增加而升高，當(dāng)接種量在10%以上時(shí)，降解率反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖1），菌株AM-1接種量為10%時(shí)除油效果最佳；而菌株AM-2當(dāng)接種量在2%到8%之間時(shí)，除油率隨接種量的增加而升高，當(dāng)接種量在10%以上時(shí)，降解率反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖2），菌株AM-2接種量為8%時(shí)除油效果最佳?？梢姡瑑蓚€(gè)菌株都不是菌體數(shù)目越多對(duì)降解越有利。雖然菌體的密度增加，但是在無機(jī)培養(yǎng)基中接入的有機(jī)質(zhì)也越大，能抑制菌體的除油酶的生成，因此除油率也有所下降。

圖1 菌株AM-1不同接種量對(duì)菌體生長和大豆油降解的影響

圖2 菌株AM-2不同接種量對(duì)菌體生長和大豆油降解的影響

2）不同油濃度對(duì)大豆油降解率的影響。大豆油在該實(shí)驗(yàn)中作為碳源，油濃度不同即C：N比不同。菌株AM-1隨著含油量的增加，降解率呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)，當(dāng)大豆油濃度在2 ml/L以下時(shí)菌液OD600隨著大豆油濃度的增加而增加，濃度超過2 ml/L時(shí)，OD600開始降低（圖3）；而菌株AM-2在0.5 ml/L、1.0 ml/L、1.5 ml/L、2.0 ml/L的油濃度的范圍內(nèi)，菌種濃度OD600值和除油率隨著油濃度的增加而增加，油濃度超過之后便呈下降的趨勢(shì)（圖4）。也就是兩種細(xì)菌在油濃度大于2.0 ml/L時(shí)生長都受到了抑制，說明高的油濃度對(duì)細(xì)菌的生長有毒害作用。

圖3 菌株AM-1不同投油量對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

圖4 菌株AM-2不同投油量對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

3）不同pH值對(duì)大豆油降解率的影響。如圖5，菌株AM-1對(duì)pH適應(yīng)性比較強(qiáng)，在初始pH值5.2-9.2范圍內(nèi)均能正常生長和降解大豆油，降解率都在80%以上，但初始pH值為9.2時(shí)對(duì)大豆油的降解率最高；菌株AM-2在pH值=5.2-7.2之間的除油率和菌體濃度隨著pH值的增加而增加，當(dāng)pH值高于7.2時(shí)，AM-2的除油率和菌體生長情況隨著pH值的增加而下降，因此pH=7.2為菌體生長的最佳pH值（圖6）。

圖5 菌株AM-1不同PH值對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

圖6 菌株AM-2不同PH值對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

4）不同溫度對(duì)大豆油降解率的影響。培養(yǎng)溫度不同，同一菌株對(duì)油的降解率明顯不同。如圖7，菌株AM-1在25℃時(shí)菌液的OD值和對(duì)大豆油的降解率都比較低，降解率僅為41.94%，隨著溫度的升高，細(xì)菌代謝旺盛，在37℃時(shí)除油率達(dá)到90.50%的最高值；如圖8，菌株AM-2在30℃時(shí)對(duì)大豆油的代謝作用最強(qiáng)，除油率達(dá)到80.1%的最高值。

圖7 菌株AM-1不同溫度對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

圖8 菌株AM-2不同溫度對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

5）不同搖床轉(zhuǎn)速（溶氧）對(duì)大豆油降解率的影響。對(duì)于菌株AM-1，當(dāng)搖床轉(zhuǎn)速n≤250rpm時(shí)，大豆油的降解率隨著搖床轉(zhuǎn)速的增加而迅速增加，搖床轉(zhuǎn)速為250rpm時(shí)的降解率最大，達(dá)到97.78%，而當(dāng)搖床轉(zhuǎn)速增大到300rpm時(shí)，降解率反而降低（圖9）；當(dāng)轉(zhuǎn)速為200rpm時(shí)，菌株AM-2的除油率為最大值，菌體生長最旺盛，因?yàn)檗D(zhuǎn)速越大溶解氧就越大，但是在250rpm和280rpm這兩個(gè)較高轉(zhuǎn)速的條件下，菌體受到的剪切力也很大，所以菌體的除油率和菌體濃度沒有隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大，反而減小（圖10）。

圖9 菌株AM-1不同搖床轉(zhuǎn)速對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

圖10 菌株AM-2不同搖床轉(zhuǎn)速對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

3 結(jié)論

通過優(yōu)化影響菌株降解大豆油的各種外界因素，分別得到菌株AM-1和AM-2最佳降解大豆油的條件和大豆油的平均降解率。地衣芽孢桿菌AM-1降解大豆油的最優(yōu)條件為：接種濃度為10%，2 ml/L的油濃度，初始pH值為9.2，溫度為37℃，搖床轉(zhuǎn)速為250rpm。在該條件下，大豆油的平均降解率可達(dá)96.09%；枯草芽孢桿菌AM-2的降解大豆油的最優(yōu)條件為：接種濃度為8%，2 ml/L的油濃度，初始pH值為7.2，溫度為30℃，搖床轉(zhuǎn)速為200rpm。在該條件下，大豆油的平均降解率可達(dá)80.1%。微生物用來降解大豆油，治理環(huán)境污染有著美好的應(yīng)用前景。

同時(shí)實(shí)驗(yàn)證明，在芽孢桿菌降解大豆油時(shí)，地衣芽孢桿菌的平均降解率明顯大于枯草芽孢桿菌的降解率，但是地衣芽孢桿菌的接種濃度，初始pH值，培養(yǎng)溫度和搖床轉(zhuǎn)速要求都比枯草芽孢桿菌的要求要高。這為以后進(jìn)行更深一層的實(shí)驗(yàn)和往更佳的條件研究提供了數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)

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[3]張英，秦華明，朱明軍，等.高效油脂降解菌株的篩選及特性研究[J].工業(yè)用水與廢水，2003，23（2）：5-7.

[4]王海峰，包木太，韓紅，等.一株枯草芽孢桿菌分離鑒定及其降解稠油特性[J].深圳大學(xué)學(xué)報(bào)理工版，2009，26（3）：221-226.

[5]劉婕，楊博.一株高效油脂降解菌的分離鑒定及其性能研究[J].中國油脂，2010，35（1）：41-44.endprint

1.3.3 不同pH值對(duì)大豆油降解率的影響

取6個(gè)250 ml的三角瓶，其中一個(gè)為空白加入50 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，pH值調(diào)至7.2，其他5個(gè)為樣品均加入46 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，pH值分別為5.2、6.2、7.2、8.2和9.2，加入0.5 ml 5g/L CaCl2儲(chǔ)備液，加入1.3.2中最佳除油效果的油濃度，其中空白不加種子培養(yǎng)液，樣品加入1.3.1的最佳除油效果接種量的種子培養(yǎng)液量。將培養(yǎng)瓶放入37℃ 200rpm的搖床中培養(yǎng)120 h（即5天）。

1.3.4 不同溫度對(duì)大豆油降解率的影響

取10個(gè)250 ml的三角瓶，其中5個(gè)空白加入50 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，其他5個(gè)為樣品均加入46 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，pH值調(diào)至1.3.3最佳除油效果的pH，加入0.5 ml 5g/L CaCl2儲(chǔ)備液，加入1.3.2最佳除油效果的油濃度，其中空白不加種子培養(yǎng)液，樣品加入1.3.1的最佳除油效果的接種量的種子培養(yǎng)液量。將培養(yǎng)瓶放入轉(zhuǎn)速為200rpm溫度分別為25℃、30℃、35℃、37℃和45℃的搖床中培養(yǎng)120 h（即5天），每一個(gè)溫度設(shè)一個(gè)樣品和空白。

1.3.5 不同搖床轉(zhuǎn)速（溶氧）對(duì)大豆油降解率的影響

取10個(gè)250 ml的三角瓶，其中5個(gè)空白加入50 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，其他5個(gè)為樣品均加入46 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，pH值調(diào)至1.3.3最佳除油效果的pH，加入0.5 ml 5 g/L CaCl2儲(chǔ)備液，加入1.3.2最佳除油效果的油濃度，其中空白不加種子培養(yǎng)液，樣品加入1.3.1最佳除油效果的接種量的種子培養(yǎng)液量。將培養(yǎng)瓶放入溫度為1.3.4除油效果最佳的溫度，轉(zhuǎn)速分別設(shè)為100rpm、150rpm、200rpm、250rpm和280rpm的搖床中培養(yǎng)120 h（即5天），每一個(gè)轉(zhuǎn)速設(shè)一個(gè)樣品和空白。

1.4 最優(yōu)條件下的除油效果驗(yàn)證

在上述實(shí)驗(yàn)得出的最優(yōu)條件下進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，設(shè)置20個(gè)培養(yǎng)瓶進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)120h（即5天），計(jì)算大豆油的降解率，求出平均降解率。

2 結(jié)果與討論

1）不同接種量對(duì)大豆油降解率的影響。菌株AM-1當(dāng)接種量在2%到10%之間時(shí)，除油率隨接種量的增加而升高，當(dāng)接種量在10%以上時(shí)，降解率反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖1），菌株AM-1接種量為10%時(shí)除油效果最佳；而菌株AM-2當(dāng)接種量在2%到8%之間時(shí)，除油率隨接種量的增加而升高，當(dāng)接種量在10%以上時(shí)，降解率反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖2），菌株AM-2接種量為8%時(shí)除油效果最佳?？梢?，兩個(gè)菌株都不是菌體數(shù)目越多對(duì)降解越有利。雖然菌體的密度增加，但是在無機(jī)培養(yǎng)基中接入的有機(jī)質(zhì)也越大，能抑制菌體的除油酶的生成，因此除油率也有所下降。

圖1 菌株AM-1不同接種量對(duì)菌體生長和大豆油降解的影響

圖2 菌株AM-2不同接種量對(duì)菌體生長和大豆油降解的影響

2）不同油濃度對(duì)大豆油降解率的影響。大豆油在該實(shí)驗(yàn)中作為碳源，油濃度不同即C：N比不同。菌株AM-1隨著含油量的增加，降解率呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)，當(dāng)大豆油濃度在2 ml/L以下時(shí)菌液OD600隨著大豆油濃度的增加而增加，濃度超過2 ml/L時(shí)，OD600開始降低（圖3）；而菌株AM-2在0.5 ml/L、1.0 ml/L、1.5 ml/L、2.0 ml/L的油濃度的范圍內(nèi)，菌種濃度OD600值和除油率隨著油濃度的增加而增加，油濃度超過之后便呈下降的趨勢(shì)（圖4）。也就是兩種細(xì)菌在油濃度大于2.0 ml/L時(shí)生長都受到了抑制，說明高的油濃度對(duì)細(xì)菌的生長有毒害作用。

圖3 菌株AM-1不同投油量對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

圖4 菌株AM-2不同投油量對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

3）不同pH值對(duì)大豆油降解率的影響。如圖5，菌株AM-1對(duì)pH適應(yīng)性比較強(qiáng)，在初始pH值5.2-9.2范圍內(nèi)均能正常生長和降解大豆油，降解率都在80%以上，但初始pH值為9.2時(shí)對(duì)大豆油的降解率最高；菌株AM-2在pH值=5.2-7.2之間的除油率和菌體濃度隨著pH值的增加而增加，當(dāng)pH值高于7.2時(shí)，AM-2的除油率和菌體生長情況隨著pH值的增加而下降，因此pH=7.2為菌體生長的最佳pH值（圖6）。

圖5 菌株AM-1不同PH值對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

圖6 菌株AM-2不同PH值對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

4）不同溫度對(duì)大豆油降解率的影響。培養(yǎng)溫度不同，同一菌株對(duì)油的降解率明顯不同。如圖7，菌株AM-1在25℃時(shí)菌液的OD值和對(duì)大豆油的降解率都比較低，降解率僅為41.94%，隨著溫度的升高，細(xì)菌代謝旺盛，在37℃時(shí)除油率達(dá)到90.50%的最高值；如圖8，菌株AM-2在30℃時(shí)對(duì)大豆油的代謝作用最強(qiáng)，除油率達(dá)到80.1%的最高值。

圖7 菌株AM-1不同溫度對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

圖8 菌株AM-2不同溫度對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

5）不同搖床轉(zhuǎn)速（溶氧）對(duì)大豆油降解率的影響。對(duì)于菌株AM-1，當(dāng)搖床轉(zhuǎn)速n≤250rpm時(shí)，大豆油的降解率隨著搖床轉(zhuǎn)速的增加而迅速增加，搖床轉(zhuǎn)速為250rpm時(shí)的降解率最大，達(dá)到97.78%，而當(dāng)搖床轉(zhuǎn)速增大到300rpm時(shí)，降解率反而降低（圖9）；當(dāng)轉(zhuǎn)速為200rpm時(shí)，菌株AM-2的除油率為最大值，菌體生長最旺盛，因?yàn)檗D(zhuǎn)速越大溶解氧就越大，但是在250rpm和280rpm這兩個(gè)較高轉(zhuǎn)速的條件下，菌體受到的剪切力也很大，所以菌體的除油率和菌體濃度沒有隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大，反而減小（圖10）。

圖9 菌株AM-1不同搖床轉(zhuǎn)速對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

圖10 菌株AM-2不同搖床轉(zhuǎn)速對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

3 結(jié)論

通過優(yōu)化影響菌株降解大豆油的各種外界因素，分別得到菌株AM-1和AM-2最佳降解大豆油的條件和大豆油的平均降解率。地衣芽孢桿菌AM-1降解大豆油的最優(yōu)條件為：接種濃度為10%，2 ml/L的油濃度，初始pH值為9.2，溫度為37℃，搖床轉(zhuǎn)速為250rpm。在該條件下，大豆油的平均降解率可達(dá)96.09%；枯草芽孢桿菌AM-2的降解大豆油的最優(yōu)條件為：接種濃度為8%，2 ml/L的油濃度，初始pH值為7.2，溫度為30℃，搖床轉(zhuǎn)速為200rpm。在該條件下，大豆油的平均降解率可達(dá)80.1%。微生物用來降解大豆油，治理環(huán)境污染有著美好的應(yīng)用前景。

同時(shí)實(shí)驗(yàn)證明，在芽孢桿菌降解大豆油時(shí)，地衣芽孢桿菌的平均降解率明顯大于枯草芽孢桿菌的降解率，但是地衣芽孢桿菌的接種濃度，初始pH值，培養(yǎng)溫度和搖床轉(zhuǎn)速要求都比枯草芽孢桿菌的要求要高。這為以后進(jìn)行更深一層的實(shí)驗(yàn)和往更佳的條件研究提供了數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)

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[4]王海峰，包木太，韓紅，等.一株枯草芽孢桿菌分離鑒定及其降解稠油特性[J].深圳大學(xué)學(xué)報(bào)理工版，2009，26（3）：221-226.

[5]劉婕，楊博.一株高效油脂降解菌的分離鑒定及其性能研究[J].中國油脂，2010，35（1）：41-44.endprint

1.3.3 不同pH值對(duì)大豆油降解率的影響

取6個(gè)250 ml的三角瓶，其中一個(gè)為空白加入50 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，pH值調(diào)至7.2，其他5個(gè)為樣品均加入46 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，pH值分別為5.2、6.2、7.2、8.2和9.2，加入0.5 ml 5g/L CaCl2儲(chǔ)備液，加入1.3.2中最佳除油效果的油濃度，其中空白不加種子培養(yǎng)液，樣品加入1.3.1的最佳除油效果接種量的種子培養(yǎng)液量。將培養(yǎng)瓶放入37℃ 200rpm的搖床中培養(yǎng)120 h（即5天）。

1.3.4 不同溫度對(duì)大豆油降解率的影響

取10個(gè)250 ml的三角瓶，其中5個(gè)空白加入50 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，其他5個(gè)為樣品均加入46 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，pH值調(diào)至1.3.3最佳除油效果的pH，加入0.5 ml 5g/L CaCl2儲(chǔ)備液，加入1.3.2最佳除油效果的油濃度，其中空白不加種子培養(yǎng)液，樣品加入1.3.1的最佳除油效果的接種量的種子培養(yǎng)液量。將培養(yǎng)瓶放入轉(zhuǎn)速為200rpm溫度分別為25℃、30℃、35℃、37℃和45℃的搖床中培養(yǎng)120 h（即5天），每一個(gè)溫度設(shè)一個(gè)樣品和空白。

1.3.5 不同搖床轉(zhuǎn)速（溶氧）對(duì)大豆油降解率的影響

取10個(gè)250 ml的三角瓶，其中5個(gè)空白加入50 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，其他5個(gè)為樣品均加入46 ml的待測(cè)培養(yǎng)基，pH值調(diào)至1.3.3最佳除油效果的pH，加入0.5 ml 5 g/L CaCl2儲(chǔ)備液，加入1.3.2最佳除油效果的油濃度，其中空白不加種子培養(yǎng)液，樣品加入1.3.1最佳除油效果的接種量的種子培養(yǎng)液量。將培養(yǎng)瓶放入溫度為1.3.4除油效果最佳的溫度，轉(zhuǎn)速分別設(shè)為100rpm、150rpm、200rpm、250rpm和280rpm的搖床中培養(yǎng)120 h（即5天），每一個(gè)轉(zhuǎn)速設(shè)一個(gè)樣品和空白。

1.4 最優(yōu)條件下的除油效果驗(yàn)證

在上述實(shí)驗(yàn)得出的最優(yōu)條件下進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，設(shè)置20個(gè)培養(yǎng)瓶進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)120h（即5天），計(jì)算大豆油的降解率，求出平均降解率。

2 結(jié)果與討論

1）不同接種量對(duì)大豆油降解率的影響。菌株AM-1當(dāng)接種量在2%到10%之間時(shí)，除油率隨接種量的增加而升高，當(dāng)接種量在10%以上時(shí)，降解率反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖1），菌株AM-1接種量為10%時(shí)除油效果最佳；而菌株AM-2當(dāng)接種量在2%到8%之間時(shí)，除油率隨接種量的增加而升高，當(dāng)接種量在10%以上時(shí)，降解率反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖2），菌株AM-2接種量為8%時(shí)除油效果最佳?？梢?，兩個(gè)菌株都不是菌體數(shù)目越多對(duì)降解越有利。雖然菌體的密度增加，但是在無機(jī)培養(yǎng)基中接入的有機(jī)質(zhì)也越大，能抑制菌體的除油酶的生成，因此除油率也有所下降。

圖1 菌株AM-1不同接種量對(duì)菌體生長和大豆油降解的影響

圖2 菌株AM-2不同接種量對(duì)菌體生長和大豆油降解的影響

2）不同油濃度對(duì)大豆油降解率的影響。大豆油在該實(shí)驗(yàn)中作為碳源，油濃度不同即C：N比不同。菌株AM-1隨著含油量的增加，降解率呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)，當(dāng)大豆油濃度在2 ml/L以下時(shí)菌液OD600隨著大豆油濃度的增加而增加，濃度超過2 ml/L時(shí)，OD600開始降低（圖3）；而菌株AM-2在0.5 ml/L、1.0 ml/L、1.5 ml/L、2.0 ml/L的油濃度的范圍內(nèi)，菌種濃度OD600值和除油率隨著油濃度的增加而增加，油濃度超過之后便呈下降的趨勢(shì)（圖4）。也就是兩種細(xì)菌在油濃度大于2.0 ml/L時(shí)生長都受到了抑制，說明高的油濃度對(duì)細(xì)菌的生長有毒害作用。

圖3 菌株AM-1不同投油量對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

圖4 菌株AM-2不同投油量對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

3）不同pH值對(duì)大豆油降解率的影響。如圖5，菌株AM-1對(duì)pH適應(yīng)性比較強(qiáng)，在初始pH值5.2-9.2范圍內(nèi)均能正常生長和降解大豆油，降解率都在80%以上，但初始pH值為9.2時(shí)對(duì)大豆油的降解率最高；菌株AM-2在pH值=5.2-7.2之間的除油率和菌體濃度隨著pH值的增加而增加，當(dāng)pH值高于7.2時(shí)，AM-2的除油率和菌體生長情況隨著pH值的增加而下降，因此pH=7.2為菌體生長的最佳pH值（圖6）。

圖5 菌株AM-1不同PH值對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

圖6 菌株AM-2不同PH值對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

4）不同溫度對(duì)大豆油降解率的影響。培養(yǎng)溫度不同，同一菌株對(duì)油的降解率明顯不同。如圖7，菌株AM-1在25℃時(shí)菌液的OD值和對(duì)大豆油的降解率都比較低，降解率僅為41.94%，隨著溫度的升高，細(xì)菌代謝旺盛，在37℃時(shí)除油率達(dá)到90.50%的最高值；如圖8，菌株AM-2在30℃時(shí)對(duì)大豆油的代謝作用最強(qiáng)，除油率達(dá)到80.1%的最高值。

圖7 菌株AM-1不同溫度對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

圖8 菌株AM-2不同溫度對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

5）不同搖床轉(zhuǎn)速（溶氧）對(duì)大豆油降解率的影響。對(duì)于菌株AM-1，當(dāng)搖床轉(zhuǎn)速n≤250rpm時(shí)，大豆油的降解率隨著搖床轉(zhuǎn)速的增加而迅速增加，搖床轉(zhuǎn)速為250rpm時(shí)的降解率最大，達(dá)到97.78%，而當(dāng)搖床轉(zhuǎn)速增大到300rpm時(shí)，降解率反而降低（圖9）；當(dāng)轉(zhuǎn)速為200rpm時(shí)，菌株AM-2的除油率為最大值，菌體生長最旺盛，因?yàn)檗D(zhuǎn)速越大溶解氧就越大，但是在250rpm和280rpm這兩個(gè)較高轉(zhuǎn)速的條件下，菌體受到的剪切力也很大，所以菌體的除油率和菌體濃度沒有隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大，反而減小（圖10）。

圖9 菌株AM-1不同搖床轉(zhuǎn)速對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

圖10 菌株AM-2不同搖床轉(zhuǎn)速對(duì)菌體生長和大豆油降解率的影響

3 結(jié)論

通過優(yōu)化影響菌株降解大豆油的各種外界因素，分別得到菌株AM-1和AM-2最佳降解大豆油的條件和大豆油的平均降解率。地衣芽孢桿菌AM-1降解大豆油的最優(yōu)條件為：接種濃度為10%，2 ml/L的油濃度，初始pH值為9.2，溫度為37℃，搖床轉(zhuǎn)速為250rpm。在該條件下，大豆油的平均降解率可達(dá)96.09%；枯草芽孢桿菌AM-2的降解大豆油的最優(yōu)條件為：接種濃度為8%，2 ml/L的油濃度，初始pH值為7.2，溫度為30℃，搖床轉(zhuǎn)速為200rpm。在該條件下，大豆油的平均降解率可達(dá)80.1%。微生物用來降解大豆油，治理環(huán)境污染有著美好的應(yīng)用前景。

同時(shí)實(shí)驗(yàn)證明，在芽孢桿菌降解大豆油時(shí)，地衣芽孢桿菌的平均降解率明顯大于枯草芽孢桿菌的降解率，但是地衣芽孢桿菌的接種濃度，初始pH值，培養(yǎng)溫度和搖床轉(zhuǎn)速要求都比枯草芽孢桿菌的要求要高。這為以后進(jìn)行更深一層的實(shí)驗(yàn)和往更佳的條件研究提供了數(shù)據(jù)支持。

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