ШТАММ БАКТЕРИЙ PSEUDOMONAS CARYOPHYLLI, РАЗЛАГАЮЩИЙ СТИРОЛ Российский патент 1997 года по МПК C12N1/20 

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для очистки многокомпонентных парогазовых смесей от вредных примесей, в частности для очистки от стирола.

Известно, что очистку воздуха от вредных примесей проводят с помощью микроорганизмов, которые разлагают нежелательные составные части отходящих газов в безвредные продукты (пат. ФРГ N 3742219, кл. B 01 D 53/34).

Известно, что для очистки воздуха от парогазовых примесей применяют активный ил, содержащий различные микроорганизмы (пат. ЕПВ N 0237001, кл. В 01 D 53/34). Однако в известном источнике не приведены сведения о применяемых микроорганизмах.

Известно, что для очистки многокомпонентных парогазовых смесей от NH₃, H₂S, меркаптана и других органических соединений используют бактерии "Pseudomonas sp" (а.с. СССР N 1701349, кл. В 10 D 53/18).

Известен штамм Pseudomonas aeruginosa 8, разлагающий α-метилстирол (а.с. N 1117316, кл. С 12 N 1/20).

Наиболее близким к предлагаемому штамму является штамм бактерий Pseudomonas aeruginosa, разлагающий a-метилстирол и толуол (см. а. с. СССР N 1375647, С 12 N 1/20).

Однако указанные штаммы не разлагают стирол. Существенным недостатком указанных штаммов является необходимость поддержания температуры свыше 20^o. В практических условиях для устойчивой работы фильтров, содержащих микроорганизмы-деструкторы органических веществ, требуются микроорганизмы, растущие в условиях широкого колебания температуры.

Решаемая изобретением задача получение штамма, способного разлагать стирол.

Поставленная задача решается тем, что для разложения стирола используют штамм бактерий Pseudomonas caryophylli 102/1 (коллекция МЖК института "Микроб" г.Саратова КМ 92).

Штамм Pseudomonas caryophylli 102/1 выделен методом прямого посева пробы из реки Волги на агар Хоттингера, рН 7,6 при 28^oC в течение 48 часов.

Полученный штамм имеет следующие морфологические и физиологические характеристики: грамотрицательные палочки, на агаре Хоттингера рН 7,6 через 24 часа инкубации при 28^oС формируют матовые, шероховатые с неровным краем колонии; в бульоне равномерное помутнение и тонкая белая пленка на поверхности. Подвижный. На чашках с казеиновым агаром образует зеленый пигмент, диффундирующий в среду.

Физиолого-биохимические признаки. Аэроб. растет при 5-42^oС, оптимум роста 28^o-37^oС. Оптимум рН 7,0-7,4. Анаэробно не ферментирует глюкозу, не гемолизирует эритроциты, редуцирует нитраты, разжижает желатину, гидролизует твин-80, обладает липолитической активностью, слабо гидролизует лецитин и крахмал, не образует левана. Ферментирует с образованием кислоты маннозу, ксилозу, не ферментирует лактозу, сахарозу, мальтозу, арабинозу, сорбит.

Не образует индола и сероводорода. Декарбоксилирует лизин (+), обладает аргинин-дигидролазой; не декарбоксилирует орнитина.

Ассимилирует в качестве единственного источника углерода углеводы: сахарозу, мальтозу, арабинозу, ксилозу; не усваивает лактозу; потребляет спирты: этанол, глицерин, инозит, дульцит, сорбит (слабо), маннит; гликозиды: инулин, экскулин.

Усваивает в качестве единственного источника углерода аминокислоты a и β-аланин, цистин, гистидин, трипофан, аспарагиновую кислоту, метионин (слабо); не усваивает тирозин. Не использует как источник углерода янтарную, масляную и никотиновую кислоты.

В качестве единственного источника углерода использует стирол, толуол, растворитель 646, ацетон; не усваивает фенол, ксилол и уайт-спирит.

При культивировании штамма Pseudomonas caryophylli 102/1 в жидких средах, содержащих в качестве единственного источника углерода и энергии стирола в концентрации 1 г/л происходит разложение его до нетоксических алифатических кислот.

Пример 1. Культуру Pseudomonas caryophylli штамм 102/1 выращивают в течение суток в бульоне Хоттингера рН 7,6, затем пересевают во флаконы со скошенной агаровой средой, содержащей 50 мг% аминного азота и 0,1% стирола (рН 7,6). Агаровую среду готовят по следующей методике: агар Хоттингера рН 7,6, содержащий 50 мг% аминного азота, расплавляют, охлаждают до 42^oС и добавляют смесь равных объемов стирола и ацетона из расчета 0,2 мл смеси на 100 мл расплавленного агара. В работе используют стирол ТУ-6-09- 3999-78 класса Ч.

Через 3 суток выращивания при 28^oС культуру смывают небольшим количеством физиологического раствора NaCl затем полученную суспензию доводят физиологическим раствором до концентрации 35х10⁹ клеток в 1 мл.

В колбы емкостью 500 мл со средой Козера, разлитой по 100 мл, вносят по 1,45 мл 35 миллиардной суспензии микробов.

Состав среды Козера: г/л: NaCl 5,0; MgSO⁴ 0,2; NH₄H₂PO₄ 1,0; K₂HPO₄ 1,0; дистиллированная вода до 1,0 л.

Стирол вносят непосредственно в колбу с культурой в концентрации 1 г/л.

Культуру выращивают при 28^oС с ежедневным шуттелированием в течение 5 часов при 18^oС.

Анализ органических веществ осуществляли методом газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ) на хроматографе "Цвет-530" с цифро-аналоговым заданием режима и детектором ионизации в пламени (ДИП).

Длина колонок насадочного типа 2 л, диаметр 2 мм. Деление исследуемых веществ (ацетона, спирта, формальдегида и оксида углерода) проводили с использованием жидкой фазы карбовакс, нанесенной в количестве 15% на твердый носитель хроматон. Условия анализа: температура колонок 45^oС, температура испарителя и детектора 250^oС, скорость газа-носителя (азота) 30 мл/мин, водорода 30 мл/мин и воздуха 300 мл/мин.

Идентификацию веществ проводили по временам удержания (сравнением со стандартными веществами) и методом внутреннего стандарта (введением стандарта в исследуемую биореагенную смесь).

Количественное определение содержания веществ в парогазовой фазе над раствором проводили по абсолютной калибровке, по площадям пиков на хроматограммах. Ошибка определения ±10% относительных. Чувствительность метода 1 мг/м³.

Содержание исследуемых веществ в растворе определяли по калибровочным кривым зависимости содержания веществ в стандартных растворах известной концентрации и парогазовых фазах над ними.

Результаты исследований показывают, что через 24 часа культивирования штамм Pseudomonas caryophylli разрушает стирол полностью (на 100%).

Использование: в биотехнологии, для очистки многокомпонентных парогазовых смесей от вредных примесей, в частности для очистки от стирола. Сущность применения: выделен штамм бактерий Pseudomonas caryophylli.

Штамм бактерий Pseudomonas caryophylli КМ 92-102/1, разлагающий стирол.