白腐真菌在抗生素降解中的应用

抗生素因其对病原微生物的有效杀灭或抑制作用而被人类广泛应用和研究。近年抗生素被视为一类新的污染物，因为抗生素和它们的转化产物会导致抗生素耐药菌以及耐药基因的产生和转移扩散，造成环境和生态污染。传统的污水处理技术难以对废水中的抗生素进行有效去除，白腐真菌因其具有生长优势以及独特的代谢类型被用来处理含难降解的大分子有机污染物的工业废水，但对其处理抗生素的研究较少。因此研究白腐真菌降解抗生素具有重大意义。
　　本文主要对白腐真菌黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)在降解抗生素磺胺甲恶唑(SMX)中的应用进行了研究。首先考察黄孢原毛平革菌对SMX的耐受性，结果表明该菌对浓度低于30mg/L的SMX有较强的耐受能力。
　　研究黄孢原毛平革菌对SMX的降解效果。结果显示，游离培养条件下，第1天对10mg/L的SMX降解率为53％，第10天达到74％。SMX的加入在一定程度上能够刺激黄孢原毛平革菌的生长，并促使漆酶酶活增加。SMX的降解率随着漆酶活性和反应时间的增加而增加，漆酶在黄孢原毛平革菌对SMX的降解中起主要作用。
　　采用摇瓶试验考察固定化培养黄孢原毛平革菌对SMX的降解效果以及不同条件对其降解效果的影响。结果表明，黄孢原毛平革菌固定化培养10天后，培养液中SMX去除率达到了100％，而游离培养液中去除率为74％。培养10天后固定化培养的菌体干重高于游离培养，加入载体对培养基pH有一定缓冲作用。固定化黄孢原毛平革菌降解磺胺甲恶唑的最适碳源和氮源分别是葡萄糖和酒石酸铵，适宜的初始pH和温度范围分别为3.0-5.0和30-40℃，适宜转速为160rpm。
　　将黄孢原毛平革菌应用到固定床生物反应器中。挂膜3周后磺胺甲恶唑去除率基本稳定，漆酶酶活波动不大，挂膜操作结束。序批式培养条件下SMX的降解效果良好，去除率始终在85％以上，漆酶酶活较高。24h内反应器中SMX减少了近80％，尽管之后的酶活较高，但抗生素降解速率保持稳定。对其降解动力学研究结果表明黄孢原毛平革菌对磺胺甲恶唑的降解符合一级速率方程。