一株解淀粉芽孢杆菌的筛选及其对淀粉填充类塑料的初步评价

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淀粉填充类塑料具备良好的使用性能和应用前景随着全球环境条件的恶化和能源的紧缺,淀粉填充类塑料作为一种生物可降解塑料,受到越来越多的关注和研究目前,市场上的淀粉填充类塑料种类繁多且混杂,所以建立和完善塑料的降解评价体系显得尤其必要和紧迫本论文研究的主要目的是筛选能够高效降解淀粉填充类塑料的菌株,鉴定其降解性能;研究揺瓶中筛选所得的菌对不同淀粉填充类塑料的降解以及与其他降解评价方法的对比;通过研究该菌降解性能的传代稳定性,证明利用该菌评价塑料可降解性能的适用性和优势;在3L发酵罐对降解条件进行单因素优化,初步确定最佳降解条件以及各因素对降解性能的影响力大小,为塑料的全面评价和回收奠定一定的基础主要研究内容和结论如下:(1)通过富集培养检测透明圈和菌浓检测等方法从垃圾堆埋场土壤中筛选出一株微生物,能够高效降解淀粉填充聚乙烯类塑料,经16S rDNA同源性比对,鉴定出该菌株与解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)同源性为99%,命名该菌为Bacillusamyloliquefaciens BBE1在基本培养基中利用该菌降解淀粉填充聚乙烯类塑料,通过失重热重分析扫描电镜法研究其降解特性,发现降解两周后塑料失重率达23.2%,淀粉含量减少13.8%,聚乙烯含量减少9.4%,并且塑料颗粒表面缺损变化明显(2)在揺瓶中利用B. amyloliquefaciens BBE1降解不同类型的淀粉填充类塑料,用失重法衡量降解率对于淀粉含量为70%的1号淀粉填充聚乙烯塑料降解8d的失重率为60%,降解了约85%的淀粉;对于淀粉含量为60%的4号淀粉填充聚丙烯塑料降解9d的失重率为32%,降解了53%的淀粉;对于淀粉含量为50%的6号淀粉填充聚乙烯塑料降解10d的失重率为35%,降解了58%的淀粉酶解法(α-淀粉酶)对6号淀粉填充聚乙烯类塑料的降解能力很差,塑料几乎没有失重;堆肥降解6号淀粉填充聚乙烯类塑料在降解的第117d得到与B. amyloliquefaciens BBE1揺瓶降解相似的降解率所以相对于酶解法和堆肥法,利用B. amyloliquefaciens BBE1在揺瓶中降解具有降解周期短,降解效率高,可重复性好等优势菌株降解能力的传代稳定性实验说明,B. amyloliquefaciensBBE1具有良好的传代稳定性,可以应用于淀粉填充类塑料的降解性能评价(3)在3L发酵罐中对淀粉含量为50%的6号淀粉填充聚乙烯类塑料的降解条件进行单因素优化,优化因素包括种龄接种量温度初始pH搅拌转速塑料初始浓度优化结果显示,B. amyloliquefaciens BBE1降解6号淀粉填充聚乙烯类塑料的最佳降解条件为:对数后期接种种子培养液,接种量为1%,接种方式为直接接入种子培养液,最佳塑料初始浓度为15g/L,温度为35oC,初始pH为7.5,搅拌转速为300r/min利用上述最佳降解条件在3L发酵罐中降解塑料,降解7d能得到的最大降解率为33.5%上述因素对6号淀粉填充类塑料降解率的影响力大小依次为塑料初始浓度初始pH,搅拌转速,温度,种龄,接种量
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