專利名稱：一種新型的有機(jī)物及其毒害物降解轉(zhuǎn)化的生物材料的制作方法
一種新型的有機(jī)物及其毒害物降解轉(zhuǎn)化的生物材料本生物材料是一種便易地通過(guò)發(fā)酵方法將有機(jī)物及其毒害物降解轉(zhuǎn)化的新型生物材料。本材料適用范圍廣泛，適用大多有機(jī)物及其毒害物，為食物資源、生態(tài)環(huán)境、生物技術(shù)、基礎(chǔ)科學(xué)研究提供了一新的途徑或領(lǐng)域。一、所屬領(lǐng)域本發(fā)明是一種新型有機(jī)物及其毒害物降解的生物材料，在環(huán)境污染治理、蛋白資源開發(fā)、生物肥料、醫(yī)藥技術(shù)、新型生物技術(shù)開發(fā)、基礎(chǔ)科學(xué)研究方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
背景技術(shù)：
眾所周知，難降解有機(jī)物、揮發(fā)性有機(jī)毒害物污染給人類帶來(lái)了無(wú)限的煩惱和災(zāi)害，環(huán)境問(wèn)題直接危害著人類生存安全。比如，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，進(jìn)入環(huán)境中的有毒有害有機(jī)化合物越來(lái)越多，給生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。農(nóng)藥在提高單位面積產(chǎn)量中的作用仍是不能代替的，是現(xiàn)階段高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路。大量事實(shí)證明，化學(xué)農(nóng)藥的廣泛使用已成為影響人類身體健康和環(huán)境污染的重要因素之一。農(nóng)藥進(jìn)入環(huán)境后，不僅會(huì)停留在蔬菜水果的表面直接進(jìn)入人體內(nèi)，而且會(huì)不斷地從施藥區(qū)向四周擴(kuò)散，導(dǎo)致對(duì)水、大氣、土壤及生物產(chǎn)生污染和危害，影響周圍環(huán)境的安全。特別是一些難降解的芳香類化合物，甲基氯化物等給農(nóng)、漁業(yè)環(huán)境及其產(chǎn)品安全造成難以克服的重大問(wèn)題，給人類賴以生存的環(huán)境形成極大的威脅。從魚類及其他食品中檢測(cè)出超標(biāo)有害物的事例很多，已證明很多動(dòng)植物不具備分解和轉(zhuǎn)化這些毒害物的能力，給人類賴以生存的環(huán)境已形成極大的威脅； 與此同時(shí)，水產(chǎn)養(yǎng)殖中各種莫名其妙的毒害物使養(yǎng)殖生物一夜之間發(fā)病死亡的事情時(shí)有發(fā)生，給養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。利用微生物及其酶對(duì)環(huán)境有害物進(jìn)行廣泛的生物降解、轉(zhuǎn)化的生物技術(shù)，成為治理環(huán)境有毒有害有機(jī)化合物污染、加速生態(tài)修復(fù)、保證健康養(yǎng)殖的重要手段。人們一直竭力尋求生物易降解有機(jī)材料和各種降解微生物。但已有技術(shù)適用對(duì)象狹窄，條件苛刻，成本高，效果緩慢。國(guó)內(nèi)外利用微生物及其酶修復(fù)環(huán)境污染、保持農(nóng)林牧漁安全生產(chǎn)的研究有不少的報(bào)道，但真正能應(yīng)用于實(shí)際中的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。其中除實(shí)用性和效果外，還有實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益。環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，健康養(yǎng)殖已成為牽動(dòng)千家萬(wàn)戶的課題，迫切需要開發(fā)新型高效、便捷、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的治理技術(shù)和產(chǎn)品。另一方面，隨著人們生活水平的提高，高品質(zhì)高附加值健康食品越來(lái)越受到人們的追求。因此，開發(fā)既能降解轉(zhuǎn)化有毒有害物，又能給養(yǎng)殖生物提供營(yíng)養(yǎng)物的生物技術(shù)和產(chǎn)品，對(duì)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。目前，各級(jí)政府出臺(tái)強(qiáng)硬措施，大力實(shí)施節(jié)能減排。體現(xiàn)了環(huán)境污染的嚴(yán)峻形勢(shì)， 迫切需求開發(fā)新型高效、便捷的污染治理技術(shù)和產(chǎn)品。生物技術(shù)在應(yīng)用中，條件溫和，二次污染少。因此，二十一世紀(jì)被稱為生物世紀(jì)，人們期待著造福人類的新型生物材料、生物技術(shù)問(wèn)世，把地球變得更綠、更人性化。
發(fā)明內(nèi)容
名稱一種新型的有機(jī)物及其毒害物降解轉(zhuǎn)化的生物材料。外觀液體或固體功能本發(fā)明的目的是提供一種微生物、酶及無(wú)機(jī)鹽復(fù)配而成的新型生物材料通過(guò)發(fā)酵，可便捷地將許多有機(jī)物及其毒害物降解轉(zhuǎn)化。一般微生物只能適用很少幾種有機(jī)物為碳源，而本材料適用范圍廣泛，包括大多有機(jī)物及其毒害物，比如，防腐劑苯甲酸、消毒殺菌劑乙醇等均適用。使用該材料時(shí)，將該制劑直接撒入需處理的對(duì)象中，在一定溫度(3-40°C )、 pH(4. 0-10. 0)及有氧條件下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，有機(jī)物及其有毒害物就會(huì)被降解轉(zhuǎn)化。適用范圍有機(jī)物，如糖類，脂類，醇醚類，羧酸類、芳香類等；甚至有毒物，如對(duì)甲苯磺酰氯，苯甲酸，甲基氯化物，甲醇，乙醇，汽油，敵敵畏等。結(jié)果的檢測(cè)方法檢測(cè)方法采用以下幾種方法1)通過(guò)紫外分光光度計(jì)測(cè)量微生物的光密度OD (optical delnsity)值變化，衡量菌體增殖狀態(tài)；2)通過(guò)核磁共振氫譜(1H NMR)或核磁共振碳譜(13C)分析被降解物的分解；3)通過(guò)被降解物的物理性狀變化，或者通過(guò)CODcr的變化判斷。使用的優(yōu)選條件為溫度30°C，pH值為7.0;有機(jī)物濃度在20g/L時(shí)，可以1 10 比例使用；具體使用按有機(jī)物濃度調(diào)整比例，一般使用比例可在1 10和1 IO6間使用。特點(diǎn)1)使用方便；降解效率高；2)適用廣泛，實(shí)用性強(qiáng)；3)發(fā)揮作用條件寬松， 產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。四、材料構(gòu)成本生物材料主要由微生物、酶、無(wú)機(jī)鹽組成；重要微生物Haitobacter sufflavus Tih_w37，于2004年9月在《中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心》進(jìn)行了保藏，保藏編號(hào)=CCTCC NO :M204056。無(wú)機(jī)鹽(g/L)硫酸氨(2. Og)，磷酸鹽(如磷酸二氫鉀(3. 16g)、磷酸氫二鈉 (3. 18g))，硫酸鎂(1. 16g)及微量元素培養(yǎng)基；主要酶通過(guò)Haitobacter sufflavus Tih_w37和無(wú)機(jī)鹽發(fā)酵制得；構(gòu)成法將無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基、微生物及酶(5 100ml/L)調(diào)制復(fù)配而成。
五具體實(shí)施例方式將新型生物材料加水稀釋十倍左右，然后加需要轉(zhuǎn)化的有機(jī)物(有機(jī)物量隨有機(jī)物不同而易，如3-6%等)或直接將生物材料按相對(duì)應(yīng)的比例加入需轉(zhuǎn)化的有機(jī)液中。在相應(yīng)條件如PH為7、溫度30°C、需氧條件下進(jìn)行液體發(fā)酵，即可以將有機(jī)物或毒物降解轉(zhuǎn)化。發(fā)酵設(shè)備設(shè)施沒(méi)有特別要求，只要有氧、有水，無(wú)論池塘、河流、湖泊，還是容器、水穴、生體等都可以作為發(fā)酵場(chǎng)所進(jìn)行發(fā)酵。工藝參數(shù)最佳范圍操作范圍溫度30°C0 40°CpH 值6. 5 7. 5 4. 0 9. 0劑量1 101 5 1 IO6六、具體實(shí)例
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍；此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明敘述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)和修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例一乙醇、蔗糖實(shí)例用量筒取液體新型生物材料10ml，倒入300ml三角錐形瓶中，加水稀釋十倍成100ml，并進(jìn)行120°C、20分鐘的滅菌。冷卻后的培養(yǎng)基，加0. 8ml菌酶液(菌種+酶+水)。按上述方法配制兩份，分別按3%的比例加入乙醇3ml和2%的比例加入蔗糖2g。然后將它們?cè)趐H為7、溫度30°C、需氧條件下，進(jìn)行液體發(fā)酵，隨時(shí)間段測(cè)量其增長(zhǎng)的O.D.值?？梢钥吹诫S時(shí)間的推移(乙醇76h、蔗糖25h)，液體變得越來(lái)越變?yōu)槿榘咨⒒鞚幔琌.D.值增大(見附圖)、乙醇?xì)馕断?；進(jìn)一步通過(guò)核磁共振氫譜(1H NMR)的空白對(duì)照確認(rèn)乙醇的降解轉(zhuǎn)化。實(shí)施例二甲基氯化物實(shí)例用量筒量取液體新型生物材料50ml，倒入裝有450ml的CODcr 為2. 8947xl04mg/L的甲基氯化物溶液的IOOOml玻璃瓶容器中，加5ml菌酶液(菌種+酶 +水)。按上述方法配制兩份，分別在PH為7、溫度30°C、需氧條件下，進(jìn)行液體發(fā)酵；可以看到隨時(shí)間的推移OOh)，惡臭氣味逐漸消失，液體變?yōu)槿榘谆鞚嵋?，然后去測(cè)其CODcr 值。結(jié)果是其中一份CODcr降為7. hl(fmg/L，另一份降為9. hl(fmg/L，平均比原來(lái)減少了 2. 0643xl04mg/Lo實(shí)施例三苯甲酸實(shí)例用量筒量取液體新型生物材料10ml，倒入300ml三角錐形瓶中，加水稀釋十倍成100ml，并進(jìn)行120°C、20分鐘的滅菌。冷卻后的培養(yǎng)基，加0. 8ml菌酶液(菌種 +酶+水)，然后按1 %的比例加入對(duì)苯甲酸1. 0g。在pH為7、溫度30°C、需氧條件下，進(jìn)行液體發(fā)酵，隨時(shí)間段測(cè)量其增長(zhǎng)的O.D.值?？梢钥吹诫S時(shí)間的推移(250h)，液體變得越來(lái)越變?yōu)榛鞚?，O.D.值增大(見附圖)、苯甲酸氣味消失；進(jìn)一步通過(guò)核磁共振氫譜(1H NMR) 的空白對(duì)照確認(rèn)苯甲酸的降解轉(zhuǎn)化。具體實(shí)施圖示例證，附圖


如下附圖是生物材料發(fā)酵降解轉(zhuǎn)化乙醇、蔗糖、苯甲酸的菌體增長(zhǎng)的O.D.值圖。實(shí)施條件溫度30°C、pH值7. 0、無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基水稀釋1 10，菌酶液8ml/kg。
權(quán)利要求
1.一種生物，主要是由微生物Haitobacter sufflavus Tih_w37，無(wú)機(jī)鹽硫酸氨、磷酸鉀鹽、硫酸鎂以及微生物Haitobacter sufflavus Tih_w37發(fā)酵酶按一定比例調(diào)制復(fù)合而成的、在適合條件下，通過(guò)和有機(jī)化合物進(jìn)行混合、液體發(fā)酵對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解轉(zhuǎn)化的新型生物材料。其特征是有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微生物Haitobacter sufflavus Tih_w37及其酶， 在相應(yīng)無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物及其毒害物中發(fā)酵降解轉(zhuǎn)化的特殊功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物材料，其特征是以有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微生物 Haitobacter sufflavus Tih_w37及其酶為主的，在和主要無(wú)機(jī)鹽硫酸氨、磷酸鹽、硫酸鎂按一定比例調(diào)制而成的各種形式的生物材料；并通過(guò)該生物材料和有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)液體發(fā)酵的降解轉(zhuǎn)化的生物技術(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物材料，其特征是生物材料在將有機(jī)物進(jìn)行混合進(jìn)行液體發(fā)酵時(shí)，所生產(chǎn)的發(fā)酵液及其相應(yīng)產(chǎn)物屬于本公司新的生物材料資源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物材料，其特征是生物材料降解轉(zhuǎn)化有機(jī)物中，適用范圍包括大多有機(jī)物糖類，脂類，醇醚類，羧酸類、芳香類等，如對(duì)甲苯磺酰氯，甲基氯化物，苯甲酸，甲醇，乙醇，汽油等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物材料，其特征是生物材料在降解轉(zhuǎn)化有機(jī)化合物時(shí)，生物材料的解毒過(guò)程為生物材料的特別功能，即解毒劑效力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物材料，其特征是生物材料在降解轉(zhuǎn)化有機(jī)物時(shí)，對(duì)環(huán)境的美化、污染的治理所發(fā)揮的效益，屬于生物材料的相應(yīng)環(huán)境生物技術(shù)。
全文摘要
一種能通過(guò)簡(jiǎn)單便捷的發(fā)酵法將有機(jī)物及其毒害物降解轉(zhuǎn)化的新型生物材料。其是以有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微生物Haitobacter sufflavus Tih-w37及其酶為主的，以無(wú)機(jī)鹽硫酸氨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、硫酸鎂為重要成分的，按一定比例調(diào)制而成的生物材料；通過(guò)該生物材料和有機(jī)物及其有機(jī)毒物進(jìn)行混合進(jìn)行液體發(fā)酵降解轉(zhuǎn)化的生物技術(shù)。適用范圍是有機(jī)物及其毒害廢物，包括糖類，脂類，醇醚類，羧酸類、芳香類等，如對(duì)甲苯磺酰氯，苯甲酸，甲基氯化物，甲醇，乙醇，汽油等。生物材料，在簡(jiǎn)單器穴里，加水稀釋十倍左右，然后按一定比例加需要轉(zhuǎn)化的有機(jī)物或直接將生物材料按一定比例加入需轉(zhuǎn)化的有機(jī)液中。在適當(dāng)條件下，通過(guò)好氧液體發(fā)酵10余小時(shí)，即可將有機(jī)物及其毒物降解轉(zhuǎn)化。
文檔編號(hào)A62D3/02GK102160920SQ20111004009
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者郝煒, 郝陽(yáng)帆 申請(qǐng)人:上海居知園生物技術(shù)有限公司