生物2007(12)61-65

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1、中国生物工程杂志ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，２７（１２）：６１～６５硝化菌保藏特性及衰减动力学研究任杰林炜铁罗小春谢明权（华南理工大学生物科学与工程学院广州５１０００６）摘要采用单因素试验设计及一阶指数衰减模型，对影响硝化菌保藏过程中的４个主要影响因素（温度、ｐＨ值、离子强度和渗透压调节剂）进行了研究，并建立了硝化菌的衰减动力学方程。研究发现，当温度为４℃，离子强度为０．０３５×３ｍｏｌ／ｋｇ，ｐＨ７．６０时，硝化菌衰减指数由０．２５降至０．０１３，半衰期由２ｄ延长至５３ｄ。在低温环境（４℃）下，添加甘油可以较好地延缓硝化菌的衰减作用。关键词硝化细菌硝化菌衰减保藏动力学中

2、图分类号Ｘ５０３．２２５自然环境中，亚硝酸盐由氨氧化菌作用于氨而产１材料与方法生，随后在亚硝酸盐氧化菌（亦称硝化菌，ＮＯＢ）的作用下生成硝酸盐，最后通过反硝化细菌将硝酸盐生成氮１．１菌种及其培养［１］气释放于空气中。亚硝酸盐是水产养殖的主要毒害硝化菌（ＮＯＢ０１）由养殖虾塘水中分离、纯化得物质之一，它与血红素结合生成氧化血红素，使血液的到，斜面保藏于４℃冰箱中。参照《伯杰氏手册（第８［２］携氧能力降低，引发氧化血红素症或褐血症，导致养版）》，确定为硝化杆菌属。试验前，由气升式批次培［３］养，逐级放大至５００Ｌ。培养基中总氮为１０１ｍｇ／Ｌ左右殖对象免疫力下降，运动量降低，沉底死亡。近年来，我

3、国高密度水产养殖过程中亚硝酸盐的（亚硝酸钠为唯一氮源），ｐＨ＝７．０～７．８，温度２８℃～过度积累导致养殖对象（尤其对虾养殖）大面积死亡，３０℃，溶氧大于５．０ｍｇＯ２／Ｌ。降解完毕后静置沉淀倾给养殖户带来巨大的经济损失，也制约了我国水产养去上清液，补加新配培养基（总氮维持在１００ｍｇ／Ｌ左殖的进一步发展。为此，市场上出现了众多相关产品，右），继续通气培养。但效果都不尽人意。因此，急需一种能够安全、有效且１．２硝化菌保藏衰亡试验能大规模推广的亚硝酸盐解决方案，而微生态制剂无１．２．１菌种的前处理将硝化菌于３０００ｒ／ｍｉｎ下离心疑是最佳选择。５ｍｉｎ，用蒸馏水或悬浮液（离子强度≈０．０３５ｍｏ

4、ｌ／ｋｇ）悬硝化菌的降解能力和保藏能力是影响其商品化的浮分散。再离心、悬浮，重复３～４次，得到前处理菌两个重要因素。由于硝化菌在保藏过程中的活性衰减体。以此消除培养液中复杂的微量元素及其代谢产物［４］的影响。悬浮液组成如下：相当复杂，对系统环境本身的依赖较大。因此，有关硝化菌活性衰减的研究非常少（国内未见报道），针对商ＮａＣｌ０．３ｇ，ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ０．５８ｇ，ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ品化硝化菌保藏过程中的活性衰减研究更未见报道。０．０３ｇ，ＫＨ２ＰＯ４０．１３６ｇ，ＮａＨＣＯ３１．６ｇ，蒸馏水１０００ｍｌ。本文考察了温度、ｐＨ值、离子强度及渗透压调节１．２．２温度对硝化菌保藏的影响及动力学

5、研究（１）剂等因素对硝化菌保藏的影响，并通过条件的改变使将未前处理的菌液分装于５０ｍｌ的三角瓶中，每瓶得硝化菌的衰减指数大为减小，半衰期延长，为硝化菌２０ｍｌ。分别置于不同温度（４℃、２０℃、３０℃和３５℃）下的产业化提供了理论依据和实现方法。封口静止保藏。间隔一定时间取样，检测亚硝酸盐的降解速率，并拟合模型计算衰减指数（Ｋｍ）和半衰期。收稿日期：２００７０９０４修回日期：２００７０９２９通讯作者，电子信箱：ｗｅｉｔｉｅ＠２１．ｃｎ（２）利用不同温度下所得的Ｋｍ，结合阿累尼乌斯公式６２中国生物工程杂志ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．２７Ｎｏ．１２２００７计算得到硝化菌的表

6、观活化能。３０℃其衰减指数（Ｋｍ）由０．０３２５０升至０．２０３９９，而半１．２．３离子强度对硝化菌保藏及活性的影响（１）衰期由４ｄ延长至２２ｄ。在３０℃下，本实验的Ｋｍ为［５］菌液经悬浮液处理后，通过添加ＮａＳＯ调节离子强０．２０３９９，与Ｓｌａｚｅｒ报道的缺氧环境下活性污泥中的２４度，使其分别为：０．０３５×１、０．０３５×３、０．０３５×５和硝化细菌的Ｋｍ（０．２）相当接近。但在２０℃下，Ｋｍ值［６］［７］０．０３５×７ｍｏｌ／ｋｇ，并各自分装若干瓶，每瓶２０ｍｌ，于４℃与Ｎｏｗａｋ等（活性污泥，０．１）和Ｓａｌｅｍ等（富集菌下封口静置保藏，间隔若干天取样，检测亚硝酸盐的降液，０．０６）

7、的结论稍有偏差，这可能是因为测试体系或［８］解速率，并拟合Ｋｍ和半衰期。菌种自身能力的不同所导致。但是，Ｓｉｅｇｒｉｓｔ等在（２）若干瓶未前处理的菌液（离子强度≈０．０４２１２℃和２０℃缺氧环境下并未得出温度对活性污泥中的ｍｏｌ／ｋｇ）静置３ｈ后倾去一半上清液（菌体本身絮凝严硝化细菌衰减有影响，对于此结果，还有待考证。重，颗粒较大，易沉淀），调节离子强度为０．０２１ｍｏｌ／ｋｇ；另将若干瓶添加Ｎａ