[发明专利]一种利用铬革屑制备白腐真菌固体培养基的方法及应用

说明书

本发明属于皮革固体废弃物领域，具体涉及一种利用铬革屑制备白腐真菌固体培养基的方法及应用。首先以制革废弃铬革屑为原料，基于碱‑酶水解体系采用分批加料工艺制备脱铬水解胶原蛋白。其次，以提取的脱铬水解胶原蛋白为营养源，复配葡萄糖、少量蛋白胨、微量元素液、琼脂、维生素B1、纯化水制备固体发酵培养基；最后，利用固体培养基发酵培养白腐真菌。制备的固体培养基，可实现白腐真菌的正常、高效生长，不仅实现了铬革屑变废为宝的目的，还可大幅替代传统的蛋白胨资源，有效降低白腐真菌的培养成本，有利于含铬蛋白固体废弃物的高值化利用。

技术领域

本发明属于皮革固体废弃物领域，具体涉及一种利用铬革屑制备白腐真菌固体培养基的方法及应用。

背景技术

20世纪90年代以来，皮革行业迅猛发展，中国逐渐成为世界上最大的制革大国，但随之而来的污染问题也日益严重。特别是制革生产过程中，有70%的废弃物为含铬废弃物，其中主要有铬革屑，含铬皮块，磨革灰等。另一方面，氮源是构成微生物细胞和代谢产物中氮素来源的营养物质。制革废弃物中含有丰富的胶原蛋白及其不同程度的水解产物（多肽、氨基酸等）可为微生物生长繁殖提供必要的有机氮源。而且制革工序中所使用的部分化料含有大量的无机盐，如浸灰过程中使用的石灰，提碱工艺中使用的氧化镁、碳酸镁等，这些物质沉积于胶原纤维中，也可成为微生物生长的微量元素，减少传统培养发酵时无机盐的添加。以往含铬革屑的焚烧、掩埋等处置手段不仅造成铬污染，而且浪费了宝贵的天然蛋白资源。而微生物法廉价、安全、不造成二次污染，利用微生物法降解环境有害污染物是当前的研究热点。

Vasileva等研究了水解胶原蛋白对铜绿假单胞菌，都柏林沙门氏菌以及金黄色葡萄球菌等微生物生长的影响（Current microbiology，2007，54(1): 54-57）。郭丽等研究以猪皮胶原蛋白为底物，用枯草芽孢杆菌发酵产蛋白多肽，经过优化，得到了产蛋白多肽较高的发酵条件（郭丽等，响应面法优化枯草芽胞杆菌发酵猪皮产胶原蛋白肽研究[J].农业机械，2011，(24):156-159.）。杨志华等人采用湿热-酸法处理含铬废革料，使之发生适度的降解并用于富铬酵母的发酵培养（杨志华，刘彦，张明辉.利用含铬废革料制备富铬酵母的研究(Ⅰ)-含铬废革料的湿热-酸法降解[J].四川大学学报(工程科学版)，2003，35(6):42-44）。

以往的研究，集中于考察鲜皮等不含铬的皮块中制备的水解胶原蛋白对细菌，如球菌、杆菌等生长的影响，或者直接利用微生物，如酵母、皱绒青霉等生物直接降解含铬皮屑。前者没有考虑铬对微生物的作用，后者无疑中又过分放大了铬对微生物生长的危害，处理效果不佳。因为，铬属于重金属，且经三价铬盐处理后的铬鞣革对微生物及酶均有一定抗性，其蛋白质不易被降解。因此，在铬革屑的再利用之前，有必要消除铬的危害。现阶段脱铬的方法主要有氧化法、酸/碱水解法、酶解法等。遗憾的是，迄今为止，没有任何一种方法能够做到铬的完全脱除。而一些证据又表明，微生物通常使用微量金属元素作为一种营养或能量来源以满足其生长需求，这可能与生物酶的活化需要特定的金属离子有关。既然当前的脱铬方法难以完全除去铬，通过某些方法，降低水解蛋白中的铬含量，并控制在适当范围之类，进而适用于特定微生物的发酵培养不失为一种行之有效的手段。

另一方面，近年来白腐真菌因产漆酶（具有较强的氧化还原能力，能与木质素、胺类化合物、芳香化合物等底物发生作用）而对有机物有很强的分解能力，因而在制革工业加脂废水、染料废水处理中有广泛的应用前景。对于白腐真菌，常见的氮源为硫酸铵、氯化铵等无机氮源，酵母提取物、蛋白胨等有机氮源以及玉米粉、马铃薯、麦麸等天然含氮物质。以铬革屑脱铬后的水解胶原产物，作为制革废水处理工程菌-白腐真菌培养的主要营养源，可现实废弃物在行业内的闭路循环利用。

发明内容

为了实现废弃铬革屑的资源化利用，拓宽白腐菌发酵现有培养基的原料来源，本发明提供了一种利用铬革屑制备白腐真菌固体培养基的方法，以铬革屑脱铬及酶水解后得到的蛋白作为白腐菌发酵营养源，以期为含铬废弃物的微生物资源化利用寻求另一条出路。

本发明的技术方案如下：