Штамм бактерий pseudomonas aeruginosa, разлагающий формальдегид

 

Использование: относится к биотехнологии и может быть использовано для очистки многокомпонентных парагазовых смесей от вредных примесей, в частности для очистки от формальдегида. Сущность изобретения: выделен штамм бактерий Pseudomonas aeruginosa (зарегистрирован в коллекции музея живых культур института "Микроб" г. Саратов), утилизирующий формальдегид.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для очистки многокомпонентных парогазовых смесей от вредных примесей, в частности для очистки от формальдегида.

Известно, что для очистки многокомпонентных парогазовых смесей от NH₃, H₂S, меркаптана и других органических соединений используют бактерии Pseudomonas sp. (см. а.с. СССР N 1701349, МКИ B 01 D 53/00).

Известно также, что для очистки газовых смесей от органических соединений, в том числе и от формальдегида, применяют биологически активные слои поглотителя, на которых происходит очистка за счет расщепления органических веществ различными культурами бактерий, нанесенных на поглотитель (см. а.с. СССР N 1456202, МКИ B 01 D 53/00).

Однако, в известном источнике не приведены сведения о применяемых микроорганизмах.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому решению является штамм бактерий Pseudomonas aeruginosa 8, разлагающий α-метилстирол (см. А.С. N 1117316, кл. C 12 N 1/20, 1984). Однако, не известно применение штамма рода Pseudomonas aeruginosa для очистки от формальдегида.

Решаемая изобретением задача получение штамма Pseudomonas aeruginosa, способного разлагать формальдегид.

Изобретение заключается в том, что выделен штамм бактерий Pseudomonas aeruginosa 103/3 (зарегистрирован в МЖК института "Микроб", КМ 94), утилизирующий формальдегид. Штамм выделен методом прямого посева пробы воды из реки Волга на агар Хоттингера pH 7,6 при 28^oС. Для накопления активной биомассы данную среду за 30 минут до посева обрабатывают 0,001% раствором формалина. Через 48 часов инкубации при 28^oС биомассу смывают физиологическим раствором.

Полученный штамм имеет следующие морфологические и физиологические признаки: тонкие граммотрицательные палочки; на агаре Хоттингера pH 7,6 через 24 часа инкубации при температуре 28^oC вырастают матовые, бугристые, с фестончатым краем колонии, дающие цветочный запах. Вызывает равномерное помутнение бульона и образует белую пленку на поверхности. Штамм подвижный. На чашках с казеиновым агаром он образует зеленый с коричневым оттенком пигмент.

Физиолого-биохимические признаки. Аэроб растет при температуре 5-42^oС, оптимум роста 28-37^oС. Оптимальный pH сред колеблется в пределах 7/0-7/6. Аэробно не ферментирует глюкозу, не гемолизирует эритроциты, редуцирует нитраты, разжижает желатину, слабо ферментирует крахмал, не образует лецитиназы и левана, гидролизирует твин-80. Не ферментирует лактозу, сахарозу, мальтозу, арабинозу, маннит, глицерин, этанол. Слабо гидролизует сорбит и ксилозу, не образует индола и сероводорода.

Декарбоксилирует лизин, не декарбоксилирует орнитин, дигидрирует аргинин.

Потребляет в качестве единственного источника углерода углеводы: лактозу, сахарозу, слабо мальтозу, арабинозу, ксилозу, усваивает спирты: этанол, глицерин, маннит, дульцит, слабо сорбит, не усваивает инозит, не усваивает эскулин, слабо усваивает инулин.

Использует в качестве единственного источника углерода аминокислоты: a- и b-аланин, аспарагиновую кислоту, гистидин, тирозин, триптофан, слабо метионин, не использует цистин.

Потребляет масляную кислоту, слабо янтарную кислоту, не усваивает никотиновую кислоту.

В качестве единственного источника углерода ассимилирует растворитель 646, слабо стирол и толуол, не потребляет ацетон, ксилол, уайтспирит и фенол.

При культивировании штамма Pseudomonas aeruginosa 103/3 в жидких средах с формальдегидом в качестве единственного источника углерода и энергии микробные клетки этого штамма в течении 24 часов разрушали 0,1 г/л формальдегида, окисляя его до CO₂ и H₂O.

Пример 1. Культуру Pseudomonas aeruginosa штамм 103/3 выращивают в течение суток в бульоне Хоттингера pH 7,6, затем пересевают во флаконы со скошенной агаровой средой, содержащей 50 мг% аминного азота и 9,7% формальдегида (pH 7,6). Агаровую среду готовят по следующей методике: агар Хоттингера pH 7,6, содержащий 50 мг% аминного азота, расплавляют, охлаждают до 42^oС и на один литр среды добавляют 100 мг формальдегида (0,25 мл формалина 40% марки "Ч").

Через трое суток выращивания при 28^oС культуру смывают небольшим количеством физиологического раствора NaCL, затем полученную суспензию доводят физиологическим раствором до концентрации 35·10⁹ клеток в 1 мл.

В колбы емкостью 500 мл со средой Козера, разлитой по 50 мл, вносят по 4 мл 18-ти млрд-ной суспензии микробов (конечная концентрация 3,3 млрд. в 1 мл).

Состав среды, г/л: NaCl 5,0; MgSO₄ 0,2; NH₄H₂PO₄ 1,0; K₂HPO₄ 1,0; дистиллированная вода до 1,0 л. Среду стерилизуют при 1 атм 30 минут.

Формальдегид вносят непосредственно в колбу с культурой в концентрации 0,025 г/л.

Культуру выращивают при температуре 28^oС с ежечасным шуттелированием в течение 5 часов при температуре 18^oС.

Контроль за процессом разложения осуществляют с помощью метода газожидкостной хроматографии (ГЖХ) на хроматографе "Цвет-530" с цифроаналоговым заданием режима и детектором ионизации в пламени (ДИП).

Длина колонок насадочного типа 2 м, диаметр 2 мм. Деление исследуемых веществ (ацетона, спирта, формальдегида и оксида углерода) проводили с использованием жидкой фазы карбовакс, нанесенной в количестве 15% на твердый носитель хроматон-N-AW-DMCS. Условие анализа: температура колонок 45^oС, температура испарителя и детектора 250^oС, скорость газоносителя: азота 30 мл/мин, водорода 30 мл/мин, воздуха 300 мл/мин.

Идентификацию веществ проводили по временам удержания (сравнением стандартными веществами) и методом внутреннего стандарта (введением стандарта в исследуемую биореагенную смесь).

Количественное определение содержания веществ в парогазовой фазе раствором проводили по абсолютной калибровке по площадям пиков на хроматограммах. Ошибка определения ±10% относительных. Чувствительность метода 1 мг/м³.

Содержание исследуемых веществ в растворе определяли по калибровочным кривым зависимости содержания веществ в стандартных растворах известной концентрации и парогазовых фазах над ними.

Результаты исследования показывают, что после 24 часов инкубирования штамм Pseudomonas aeruginosa 103/3 разрушает 7,5 мг/л формальдегида.

Формула изобретения

Штамм бактерий Pseudomonas aeruginosa КМ 94-103/3 (задепонирован в коллекции музея живых культур института "Микроб" г.Саратова), разлагающий формальдегид.