生物法青霉素菌渣的无害化处理

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抗生素工业生产过程中会产生大量的废弃菌渣,其中包裹有残留的抗生素,如果处理工艺不合理会造成很大的环境污染和生态危害。本文以青霉素钾发酵生产菌丝为降解对象,探索出一条反应条件温和、能耗低绿色的菌丝无害化处理工艺,为抗生素菌丝绿色处理过程提供新的途径。在《中国药典》(2015版本)方法的基础上建立了测定水中青霉素钾的分析方法。用高效液相色谱法检测,操作方便,回收率高,结果准确,比较适合实验室内对降解结果的分析,改良后的HPLC检测方法为:色谱柱:Ultimate R XB-C 18(250 mm×4.6mm,5μm);条件:磷酸二氢钾(0.500 mol·L-1,磷酸溶液调节p H至3.5):三蒸水:甲醇=1:4:5(V/V/V);检测器:紫外吸收检测器;检测波长:225 nm;柱温:30℃;流速:1 m L·min-1;进样量:20μL。实验室从特定土壤中富集、分离、筛选出一株能降解青霉素钾的高效降解菌。通过该菌株的生理生化特性及16 Sr DNA测序分析,以及进行序列比对确定该菌株归属于副球菌属,命名为KDSPL-02。实验筛选出优化的基础培养基发酵条件,即菌株KDSPL-02在有机碳源中长势良好,在液糖中长势最优,氮源利用酵母浸膏最好,KDSPL-02的培养温度为30~35℃,摇床转速为150 r·min-1。菌株KDSPL-02生长的有利条件是较少的装液量和充足的通氧量。KDSPL-02具有一定抗盐性,Na Cl的浓度在0~10 g·L-1长势良好,对菌株在液体的废弃菌丝中降解有一定的降解优势。用最优条件发酵菌株KDSPL-02,取对数期的菌株降解青霉素钾废水,考察了p H值、温度、摇床转速、青霉素钾初始浓度以及金属离子对其降解性能的影响。较优的降解条件是:最适p H值为7~9,降解温度为30~35℃,摇床转速为200 r·min-1。在该条件下降解率3 h可达到98%,最适青霉素钾的降解浓度为0.8~1.2 g·L-1。采用LC-MS来检测降解产物的分子量,用检测结果推测生物降解过程,通过核磁氢谱和核磁质谱分析,确定KDSPL-02的降解产物。
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