[发明专利]用于降解聚氨酯塑料的真菌菌株、及其培养方法和用途

说明书

本发明提供一株用于降解聚氨酯塑料的真菌菌株A.flavus G10，其微生物保藏号是：GDMCC 60537。还提供一种培养真菌菌株A.flavus G10的方法，包括：从蟋蟀的肠道中分离出真菌菌株；以PU作为唯一碳源，将所述真菌菌株在液体培养基中进行培养得到培养液；将所述培养液稀释并涂布在含有四环素抗生素的固化的营养琼脂培养基和马铃薯葡萄糖琼脂培养基上得到培养物生长物；将所述培养物生长物在新鲜平板上在30℃下进行传代培养，直到在每个平板上获得单个真菌菌株。上述真菌菌株A.flavus G10降解聚氨酯塑料速度快。

技术领域

本发明涉及生物降解领域，特别涉及一种用于降解聚氨酯塑料的真菌菌株、菌株培养物及其用途。

背景技术

塑料是一种多功能材料，几乎可用于我们日常生活的方方面面。全球合成塑料的人均消费量约为每年38千克。从1950年到2015年，已经生产了约9150万吨塑料，导致在地球表面产生约6945万吨塑料废物(Gyer等，2015)。产生的塑料废物中很小一部分可以回收(9％)和焚烧(12％)，约79％的塑料仍然在垃圾填埋场、其他地表和海洋环境中聚集(Gyer等，2015)。据估计，在美国，每年生产的城市固体垃圾总量为2.430亿吨，废塑料占了13％(EPA报告2009，美国)。在欧洲，废弃塑料占2.2亿固体垃圾的15-25％(Eurostat.2008)。在中国，废塑料占城市生活垃圾总量的12％(“中国统计年鉴”，2001-2007)。

垃圾填埋场中的大部分塑料垃圾是聚氨酯(PU)。PU是一种合成塑料，用于制造工业，汽车和医疗领域的各种物体。PU占全球塑料总产量的7％左右，全球年产量约为1200万吨，其大部分最终成为塑料垃圾(Plastic Europe)。由于其在环境中的降解可以忽略不计，废弃的PU塑料废物在土壤，沉积物和垃圾填埋场中以不断增加的速度积累，因此是环境中塑料污染的主要原因。PU塑料缺乏可降解性和垃圾填埋场的日益枯竭以及随后的土地污染促使研究人员开发出环境友好的可生物降解塑料，包括可生物降解的PU塑料。然而，这些可降解塑料在环境中的命运和其完全矿化所需的时间尚未完全了解。此外，废弃塑料产品的主要处理方法包括：垃圾填埋场填埋，焚烧和回收利用，但是都没有解决PU废物的环境持久性及其潜在的污染问题(Macromolecules symposium，2006；Waste Management，2009)。

在解决塑料废物问题上，生物降解更简单，危害更小。目前已经证明几种微生物能够生物降解塑料(Kaplan等，1979；Otake等，1995；Nakamiya等，1997；Cacciari等，1993；Sivan等，2008；Arkatkar等，2009；Atiq等，2010；Zafar等，2013,2014；Yang等，2014；Khan等，2017)。研究人员已经从土壤，垃圾填埋场和堆肥中发现了降解PU的微生物；其中真菌被发现是优势生物(Boubendir 1993；Crabbe等，1994；Nakajima-Kambe 1995；Baumgartner等，1997；Blake和Howard 1998；Akutsu等，1998；Howard和Blake 1999；Allen等人，1999；Manna和Paul，2000；Yamada-Onodera等人，2001；Zafar等人，2013,2014；Khan等人，2017；)。已知真菌分泌不同种类的水解酶，包括酯酶，脲酶和蛋白酶(Khan等，2017)。研究发现聚酯型PU比聚醚型PU更容易受到真菌水解(Tokiwa等，2009)。生物降解的程度也随PU聚合物和真菌物种的化学性质而变化。一些真菌物种需要添加一些化学诱导剂，其诱导生物降解所需的酶的分泌。通过由Curvularia senegalensis，Fusarium solani，Aureobasidiumpullulans和Cladosporium sp，组成的微生物聚生体对胶体聚酯PU进行生物降解。其中，C.senegalensis更有效，并且其产生细胞外聚氨酯酶(PUase)酶(Crabbe等，1994)。