結(jié)果與討論
1 在溴氨酸降解菌BX26純培養(yǎng)條件下,混合染料中溴氨酸和KNR的脫色行為:在單一染料和混合染料中,溴氨酸脫色行為大致相同:染料都從24h啟動(dòng)脫色,72h接近完全脫色,這說明KNR的存在對(duì)BX26對(duì)溴氨酸的降解脫色沒有任何影響,BX26可以有效地去除混合染料中的溴氨酸。KNR的脫色行為在單一染料和混合染料中也大致相同:48h內(nèi)染料濃度沒有變化,48h后出現(xiàn)微弱下降,這是由于BX26對(duì)KNR的微弱吸附所致。對(duì)BX26離心后,確發(fā)現(xiàn)BX26菌體表現(xiàn)出KNR的藍(lán)色。
2 在高效廣譜吸附菌GX2純培養(yǎng)下,混合染料中溴氨酸和KNR的脫色行為:在單一染料和混合染料下,溴氨酸均表現(xiàn)出較大程度的脫色:96h單一染料中的溴氨酸脫色率為76%,混合染料中的溴氨酸脫色率為66%,前者明顯高于后者。這是因?yàn)樵诨旌先玖现?,GX2對(duì)溴氨酸和KNR的吸附存在競(jìng)爭(zhēng);而且由于KNR較之溴氨酸具有更大的疏水結(jié)構(gòu),在吸附競(jìng)爭(zhēng)中占有優(yōu)勢(shì),使得混合染料中溴氨酸的吸附脫色較之單一染料時(shí)表現(xiàn)出一定程度的減弱。
在單一染料和混合染料中,96h的KNR脫色率均超過95%,表現(xiàn)了GX2對(duì)KNR良好的吸附脫色能力。雖然在混合染料中存在著KNR與溴氨酸的吸附競(jìng)爭(zhēng),但由于KNR在競(jìng)爭(zhēng)中占有明顯優(yōu)勢(shì),因此溴氨酸的存在對(duì)GX2對(duì)KNR的吸附影響不大。故混合染料中KNR的吸附脫色率較之單一染料時(shí)也只有微弱下降。另外還需指出的是,雖然GX2對(duì)混合染料中溴氨酸和KNR的吸附率表現(xiàn)出一定的差異,但混合染料中高達(dá)95%的KNR脫色率和66%的溴氨酸脫色率表現(xiàn)了GX2對(duì)混合染料卓越的吸附脫色能力和良好的應(yīng)用前景。
3 單菌株純培養(yǎng)和多菌株混合培養(yǎng)對(duì)單一染料的脫色作用比較:混合培養(yǎng)中(接種量為2mL BX26+2mL GX2)溴氨酸的脫色行為與單BX26純培養(yǎng)大致相同:24h啟動(dòng)脫色,48h脫色率超過85%,72h接近100%。這說明混合培養(yǎng)中溴氨酸的脫色機(jī)理在于BX26對(duì)它的生物降解。而混合培養(yǎng)中溴氨酸48h高達(dá)95%的脫色率顯示混合培養(yǎng)較之單BX26培養(yǎng)可能更有利于溴氨酸的降解脫色。相比之下,GX2純培養(yǎng)對(duì)溴氨酸的脫色速率和脫色率都要小的多,96h脫色率僅為76%,這顯示降解菌BX26具有比吸附菌GX2更好的溴氨酸脫色能力。
對(duì)于KNR染料,單BX26純培養(yǎng)表現(xiàn)出最差的脫色性能,96h脫色率僅為18%,這是由于BX26對(duì)KNR只有微弱的吸附之故。而混合培養(yǎng)對(duì)KNR也表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)偷拿撋芰Γ?6h的脫色率僅為37%;GX2純培養(yǎng)表現(xiàn)出最佳的KNR去除脫色能力,72h脫色率達(dá)96%。這是因?yàn)樵诨旌吓囵B(yǎng)中,BX26和GX2之間存在著對(duì)營養(yǎng)、空間等的競(jìng)爭(zhēng),而且由于真菌的生長較細(xì)菌慢,GX2在營養(yǎng)空間競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì),導(dǎo)致混合培養(yǎng)中GX2的生長量較之純培養(yǎng)中要小的多,大約只有純培養(yǎng)時(shí)的1/6~1/8,而BX26對(duì)KNR又只有微弱的吸附能力,因此混合培養(yǎng)對(duì)KNR的脫色作用由于GX2的生長被嚴(yán)重抑制而大大減弱。
雖然混合培養(yǎng)中GX2的生長受到明顯抑制,但BX26的生長卻受到較大促進(jìn)。在單一染料溴氨酸培養(yǎng)液中,混合培養(yǎng)的BX26生長量是單BX26培養(yǎng)的2.5倍;在單一染料KNR培養(yǎng)液中,前者是后者的1.5倍。混合培養(yǎng)對(duì)BX26生長顯著的促進(jìn)作用顯示了BX26與GX2之間不但存在著對(duì)營養(yǎng)、空間等的競(jìng)爭(zhēng)作用,而且還通過某些機(jī)制產(chǎn)生進(jìn)一步的聯(lián)系和相互作用,有可能是GX2的代謝產(chǎn)物促使了BX26的更大生長。而且混合培養(yǎng)中溴氨酸的更快脫色(48h脫色率達(dá)96%),可能也與其中BX26的生長受到促進(jìn)有關(guān)?;旌吓囵B(yǎng)中GX2與BX26的相互作用機(jī)制是一個(gè)十分復(fù)雜也很有意思的問題,值得進(jìn)一步的研究探討。
4 單菌株的純培養(yǎng)和多菌株的混合培養(yǎng)對(duì)混合染料的脫色作用比較:混合培養(yǎng)中溴氨酸在48h就已接近完全脫色,單BX26培養(yǎng)中溴氨酸在48h也達(dá)到很高的脫色率,72h接近100%。這說明混合培養(yǎng)和BX26純培養(yǎng)對(duì)混合染料中溴氨酸都具有良好的脫色作用,而且混合培養(yǎng)中溴氨酸的脫色也是由于菌株BX26的降解作用。但在KNR的脫色中,由于BX26只具有微弱的吸附KNR的能力;而在混合培養(yǎng)中,雖然GX2的生長受到嚴(yán)重抑制,但仍有一定的生長量,仍表現(xiàn)出對(duì)KNR一定的吸附,因此混合培養(yǎng)中KNR的脫色較之單BX26培養(yǎng)表現(xiàn)出相對(duì)較高的水平。
混合培養(yǎng)中溴氨酸48h已幾乎完全脫色,而單GX2培養(yǎng)中溴氨酸在96h的脫色率僅為66%。這說明混合培養(yǎng)對(duì)混合染料中溴氨酸的脫色效果較之單GX2培養(yǎng)要好的多;但由于混合培養(yǎng)中GX2的生長受到很大抑制,因此KNR的脫色和去除較之單GX2培養(yǎng)卻要差的多。
5 不同接種比例對(duì)混合培養(yǎng)對(duì)混合染料的脫色作用比較:從以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,如何提高混合培養(yǎng)中吸附菌GX2的生長量是保證多菌株混合體系對(duì)KNR有效脫色的關(guān)鍵,因此作者考察了不同接種比例(2mL GX2+2mL BX26,2mL GX2+0.1mL BX26,0.1mL GX2+2mL BX26)對(duì)混合染料脫色作用的影響。在3個(gè)不同的接種比例下,混合培養(yǎng)對(duì)溴氨酸均表現(xiàn)出良好的脫色能力,72h的脫色率都幾乎達(dá)100%。這是由于混合培養(yǎng)中溴氨酸的脫色是通過BX26的降解作用實(shí)現(xiàn),而BX26對(duì)溴氨酸的降解脫色與其菌體生長量關(guān)系不大。在3個(gè)不同的接種比例中,只有2mL GX2+0.1mL BX26表現(xiàn)出對(duì)KNR良好的脫色能力,72h的脫色率達(dá)90%。這是由于GX2很高的接種比例導(dǎo)致其在混合培養(yǎng)中具有較好的生長所致。因此在2mL GX2 + 0.1mL BX26接種比例下,多菌株混合體系對(duì)混合染料表現(xiàn)出最佳的脫色作用,使溴氨酸和KNR都具有很高的脫色率。但是我們也應(yīng)該看到,在實(shí)驗(yàn)室的不連續(xù)培養(yǎng)中,可以通過增加GX2的接種比例來提高其生長量以改進(jìn)對(duì)KNR的脫色效果,但在實(shí)際的連續(xù)培養(yǎng)體系中,如何保持GX2相對(duì)較高的生長量卻是一個(gè)非常重要而很難解決的問題。可以嘗試通過調(diào)整培養(yǎng)條件和營養(yǎng)條件來完成。另外,用GX2和BX26的分段處理也許是另一個(gè)同時(shí)脫除溴氨酸和KNR色度的可行方法,即先在GX2作用下去除全部的KNR色度和部分溴氨酸色度,GX2的處理液再通過BX26的降解脫色去除剩余的溴氨酸色度。
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