ШТАММ PSEUDOMONAS AERUGINOSA XP-25, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИЙ БИОДЕГРАДАЦИЮ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 2006 года по МПК C02F3/34 C12N1/20 C12R1/385 

Изобретение относится к биотехнологии и касается нового штамма бактерий, который может быть использован для очистки сточных вод химических предприятий, содержащих ароматические соединения.

Наиболее близким по сущности является штамм Pseudomonas aeruginosa №28, разлагающий фенол [АС СССР №499227 по заявке №203990 от 01.07.74]. Однако известный штамм разлагает фенол лишь в концентрации 200-300 мг/л при продолжительности 24 часа до 99,6%, смесь летучих и нелетучих фенолов при суммарной концентрации 200 мг/л в течение 48 часов.

Задачей изобретения является получение нового штамма, с высокой эффективностью разлагающего ароматические соединения, в частности, фенол и другие ароматические соединения, в сточных водах нефтехимических производств.

Поставленная задача реализуется выявлением и использованием штамма Pseudomonas aeruginosa для биодеградации ароматических соединений. Штамм Pseudomonas aeruginosa XP-25 был выделен из фенолзагрязненых почв Стерлитамакского нефтехимического завода путем культивирования почвенного образца в минерализованной среде и последующим отбором наиболее активных форм. Штамм депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов под номером В-8613, осуществляет эффективную биологическую деградацию ароматических соединений и отличается от известных морфологическими, физиологическими и культуральными признаками.

Морфологические признаки. Палочки с 1 полярным жгутиком. Грамотрицательны. Спор не образуют. В мазках располагаются поодиночке, парами, короткими цепочками.

Культуральные признаки. Рост на мясо-пептонном агаре колониями серовато-белого цвета с неровными краями. Отмечали синевато-зеленое окрашивание среды и характерный запах цветущей липы. На мясо-пептонном бульоне через 18 часов отмечалось равномерное помутнение среды, появление толстой пленки на поверхности и осадка на дне. Характерно образование слизи.

Физиологические признаки. Аэроб, оптимальная температура роста 25-33°С, максимальная 42°С, отсутствие роста при 4°С.

Биохимические признаки. Гидролизует желатину, крахмал не гидролизует. Растет в чисто минеральной среде, в факторах роста не передается. Утилизирует цитрат на среде Симменса, оксидаза положительна. Расщепляет глюкозу в среде Хью-Лейфсона в аэробных условиях, в анаэробных условиях лактозу не расщепляет, не образует индол.

При ферментации на качалочных колбах штамм разрушает фенол в концентрации 1000 мг/л за 4 часа на 99,98%. На проточной лабораторной установке в иммобилизованном состоянии на активированном угле штамм окисляет фенол концентрацией не менее 2500 мг/л за 1 час.

Культивирование в лабораторных условиях. Фенолразрушающую активность штамма Pseudomonas aeruginosa XP-25 поддерживают на жидкой минерализованной среде, в которую добавлен фенол, например, следующего состава, г/л:

Фенол- 0,1КН₂PO₄- 0,16Na₂HPO₄- 0,55(NH₄)₂SO₄- 0,50MgSO₄·7H₂O- 0,20FeSO₄·7H₂O- 0,01CaCl₂·2H₂O- 0,01

pH 7,2.

Суспензию бактерий вводят в жидкую среду путем смыва с косячков небольшим количеством стерильной водопроводной воды из расчета 1-3 об.%.

Штамм хранится на твердых агаровых средах при температуре +4°С.

Приведем примеры использования штамма Pseudomonas aeruginosa ХР-25 для биодеградации ароматических соединений.

Пример 1.

В минерализованную среду вышеприведенного состава с инкубированным штаммом вносится фенол в концентрации 500 мг/л. После часовой инкубации в колбах на качалке (200 об/мин, Т=34°С) остаточная концентрация фенола 150 мг/л, через 2 часа фенола не обнаруживается.

Пример 2.

В среду вносится фенол в концентрации 1000 мг/л. Через 3 часа инкубации - 87,3% утилизации, через 4 часа полное отсутствие.

Пример 3. В лабораторную установку, состоящую из колонки, наполненной углем с иммобилизованной биомассой, с соотношением диаметра и высоты колонки 1:10, работающую в условиях протока модельных сточных вод, подают сточную воду следующего состава, г/л:

Фенол- 0,5КН₂PO₄- 0,16Na₂HPO₄- 0,55

После часового пребывания в установке наблюдается полное отсутствие фенола на выходе.

Примеры биодеградирующей активности штамма Pseudomonas aeruginosa XP-25 для других ароматических соединений приведены в таблице 1.

Таблица 1
Примеры биодеградирующей активности штамма Pseudomonas aeruginosa XP-25 в модельной проточной установке№ примераВеществоИсходная концентрация, мг/лВремя очистки, чОстаточная концентрация, мг/лСтепень очистки, %4Фенол280012,899,95Толуол30001отс.1006Пирокатехин32001отс.1007Резорцин295011,099,98Нафталин3008отс.1009Антрацен20012отс.100

Во всех примерах определение содержания органических соединений осуществляют спектрофотометрически в УФ-области (240-400 нм) на приборе «Specord UV-VIS», при этом для каждого вещества строят калибровочный график.

Таким образом, штамм Pseudomonas aeruginosa XP-25 с высокой эффективностью обеспечивает биодеградацию ароматических соединений, в частности фенола. Очищенные с помощью штамма сточные воды могут быть использованы для дальнейшей очистки с бытовыми сточными водами.

Изобретение относится к биотехнологии и касается нового штамма бактерий, который может быть использован для очистки сточных вод химических предприятий, содержащих ароматические соединения. Штамм Pseudomonas aeruginosa XP-25 был выделен из фенолзагрязненных почв Стерлитамакского нефтехимического завода путем культивирования почвенного образца в минерализованной среде с последующим отбором наиболее активных форм и депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов под номером В-8613. Штамм осуществляет эффективную биологическую деградацию ароматических соединений. 1 табл.

Штамм бактерий Pseudomonas aeruginosa ХР-25 ВКПМ В-8613, осуществляющий биодеградацию ароматических соединений.