Штамм бактерий arthrobacter crystallopoietes, используемый для очистки сточных вод от 2,6-диметилпиридина, 2- метилпиридина и 4-метилпиридина

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается нового штамма бактерий, который может быть использован при биологической очистке промышленных сточных вод ряда производств микробиологической промышленности от 2,6-диметилпиридина, 2-метилпиридина и 4-метилпиридина. Целью изобретения является новый штамм Arthrobacter crystallopoietes ВКМ АС-1098Д (КМ-4), обладающий более широким спектром деструктивной активности, эффективно разрушающий 2,6-диметилпиридин, 2-метилпиридин и 4-метилпиридин. Изобретение заключается в том, что штамм, выделенный из почвы, взятой с территории химико-фармацевтического предприятия, быстро утилизирует 3 соединения ряда пиридина: 2,6-диметилпиридин 0,3 об.%; 2-метилпиридин 0,2 об.%; 4-метилпиридин 0,15 об.% в качестве единственного источника углерода и азота за 24 ч, а также в смеси. 8 табл.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается получения нового штамма, который может быть использован при биологической очистке промышленных сточных вод ряда производств микробиологической, коксохимической и медицинской отраслей промышленности от высокотоксичных 2,6-диметилпиридина, 2-метилпиридина и 4-метилпиридина. Целью изобретения является новый штамм бактерий, обладающий более широким спектром деструктивной активности и эффективно утилизирующий 2,6-диметилпиридин, 2-метилпиридин и 4-метилпиридин. Эти соединения полностью разрушаются штаммом как по отдельности, так и в смеси. Штамм Arthrobacter crystallopoietes ВКМ Ас-1098D (КМ-4) выделен из образцов почв, отобранных с территории химико-фармацевтического завода методом накопительных культур, на минеральной среде следующего состава, г/л: Na₂HPO₄ 4,26; КН₂PO₄ 2,65; MgSO₄ х 7H₂O 0,2; MnSO₄ х 7H₂O 0,002; FeSO₄ х 7H₂O 0,01; CaCl₂ х H₂O 0,02; Na₂MoO₄ 0,001; дистиллированная вода до 1 л, рН 7,0-7,2. Источником углерода и азота является 2,6-диметилпиридин. В колбы емкостью 750 мл, содержащие 200 мл среды, вносят по 20 г почвы и инкубируют 15 дней на качалке 200 об/мин при температуре 28-30^оС. Затем из колб отбирают по 20 мл накопительной культуры и вносят в колбы со свежей средой. Пересевы повторяют до появления видимого роста бактерий. Чистую культуру выделяют из отдельной колонии, полученной путем рассева накопительной культуры на чашки с агаризованной минеральной средой с 2,6-диметилпиридином. Штамм хранят как методами лиофилизации и криоконсервации в лошадиной сыворотке с 5% мезо-инозита, так и субкультивированием. Для субкультивирования штамм выращивают на минеральной среде с 3 г/л 2,6-диметилпиридина в течение 24-28 ч. Выращенную культуру разливают в мицелиальные пробирки по 20 мл и хранят при 4^оС. Пересевают 1 раз в 3 мес. Штамм А. crystallopoietes КМ-4 имеет следующие признаки. Морфолого-культуральные признаки. Клетки грамположительные, неподвижные, бесспоровые, некислотоустойчивые, подвергаются морфологическому изменению во время роста: старые культуры (обычно 2-7 дней) состоят полностью или главным образом из кокковидных клеток. При пересевах на свежую среду рост происходит путем увеличения кокковидных клеток, встречается V-образное деление. Размеры клеток (0,5-0,8)х(1,2-4,0) мкм. В жидкой минеральной среде с 2,6-диметилпиридином штамм растет, образуя муть, осадок, который при взбалтывании легко взмучивается. Наблюдается образование светло-желтого пигмента. На агаризованной минеральной среде с 2,6-диметилпиридином культура однородна, колонии круглые, блестящие, гладкие, выпуклые, желтые, 0,5-3,0 мм, пастообразной консистенции, растут за 60 ч. На МПА характер колоний культуры не меняется, однако их размер больше (1-4 мм), растут за 36 ч. На МПБ образуется светло-желтая пленка, небольшой осадок. Физиолого-биохимические признаки. Строгий аэроб, оптимальная температура роста 28-30^оС, максимальная температура роста 41^оС. Оптимум рН 7,0-7,2. Рост не ингибируется при 6,5% NaCl. Каталазоположителен и оксидазоотрицателен. Не образует кислот при росте на галактозе, ксилозе, сахарозе, арабинозе, глюкозе, фруктозе, мальтозе, рибозе, рафинозе, манните, глицерине. Не образует ацетилметилкарбинол и индол. Нитраты восстанавливает до нитритов, желатину не разжижает, крахмал не гидролизует. Клеточная стенка содержит лизин, менахиноны-9(Н₂). Нуклеотидный состав ДНК (мол.% ГЦ) 63,2. Непатогенен. Признаки штамма устойчивы. В факторах роста не нуждается. Другие органические соединения, такие как бензол и его производные, пиридин и его производные (кроме 2,6-диметилпиридина, 2-метилпиридина и 4-метилпиридина), хинолин, хинальдин, пиперидин не поддерживают рост штамма. Антибиотики, такие как рифампицин, тетрациклин, канамицин и левомицетин сильно подавляют рост штамма. Штамм А. crystallopoietes полностью разрушает производные пиридина как индивидуально, г/л: 4,0 2,6-диметилпиридина за 76 ч; 3,0 2-метилпиридина за 66 ч; 1,5 4-метилпиридина за 52 ч, так и в смеси. П р и м е р 1. Разложение метилпиридинов в колбах при аэрации. Штамм А. crystallopoietes выращивают на приведенной выше минеральной среде. В качестве источника углерода и азота используют одно из производных пиридина: либо 2,6-диметилпиридин, либо 2-метилпиридин, либо 4-метилпиридин. Культивирование проводят в качалочных колбах с 200 мл среды при 28-30^оС на качалке 200 об/мин. Получение посевного материала для утилизации 2,6-диметилпиридина осуществляют следующим образом. Культуру штамма, хранившуюся в мицелиальных пробирках, переносят в колбы с 200 мл среды, где содержится 3 г/л данного субстрата. Посевной материал для утилизации 2-метилпиридина получают так же, только субстрата в среде содержится 2 г/л. При получении посевного материала для утилизации 4-метилпиридина субстрат в среду вносят дробно по 1,0 г/л через каждые 24 ч культивирования. Выращивание культур проводят на качалке 200 об/мин при 28-30^оС в течение 24-28 ч, для культуры, разрушающей 4-метилпиридин, 48-50 ч. Посевной материал вносят в объеме 10%. Полноту потребления метилированных производных пиридина определяют в подкисленной НСl до рН 2,0 и отделенной от биомассы центрифугированием культуральной жидкости на спектрофотометре, а также с помощью хромато-масс-спектрометрии. Время полного разрушения пиридиновых производных в зависимости от их концентрации представлено в табл. 1, 2, 3, а в табл. 4, 5, 6 дана динамика деструкции метилированных производных пиридина при максимально возможных концентрациях. П р и м е р 2. Разложение метилпиридинов в смеси в колбах при аэрации. Условия культивирования штамма те же, что в примере Х 1, но все 3 субстрата вносят вместе. Время полной утилизации пиридиновых производных в смеси в зависимости от концентрации дано в табл. 7, а динамика деструкции этих соединений в смеси при максимально возможной концентрации дана в табл. 8. П р и м е р 3. Утилизация смеси пиридиновых производных в реальной сточной воде штаммом А. crystallopoietes. Процесс проводят в ферментере при аэрации. Посевным материалом в количестве 100 мл, приготовленным так, как описано в примере 1, засевают ферментер емкостью 3,0 л, содержащий 900 мл реальной сточной воды коксохимического завода, с рН 6-8, содержащей следующие компоненты: фенол 0,5-1,0 г/л бенз/a/пирен 20-2000 мкг/л, пиридиновые основания 40-500 мг/л, органические спирты: метанол 0,2-5 г/л, роданистые соли (тиоцианата) 100-700 мг/л, аммонийные соли 1-2 мг/л, температура 25-28^оС. Режим культивирования: перемешивание 250 об/мин; аэрация 1 л/л сточной воды, мин; температура 28^оС. Было установлено, что данная культура с высокой скоростью разрушает пиридиновые основания в сточной воде так, что при начальной концентрации 90 мг/л через 6 ч культивирования в воде остается 0,9 мг/л, а к 24 ч наблюдают их полную утилизацию. Микрофлора сточной воды, включающая Pseudomonas sp., активно разрушающий фенол; Pseudomonas aeurogenosa, утилизирующий хинолин не оказывает влияния на жизнеспособность и биохимическую активность штамма А. crystallopoietes. Фенол и другие органические ароматические соединения, содержащиеся в сточной воде, не ингибируют рост штамма, но не утилизируются данным штаммом.

Формула изобретения

Штамм бактерий Arthrobacter crystallopoietes ВКМ Ас-1098, используемый для очистки сточных вод от 2,6-диметилпиридина, 2-метилпиридина и 4-метилпиридина.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002

Извещение опубликовано: 20.04.2002        

---