[发明专利]群体感应信号分子制剂及其在处理烟草废弃物中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及环境生物技术领域，尤其涉及一种群体感应信号分子制剂及其在处理烟草废弃物中的应用。

背景技术

烟草是我国最重要的利税行业之一，同时烟草行业的废弃物产生量巨大。我国每年产生烟草废弃物约130-170万吨，干废弃物中尼古丁平均含量高达18g/kg，高出欧盟有毒有害烟草废弃物中尼古丁含量控制标准的36倍；产生烟草加工废水上千万吨，其尼古丁含量亦高达1.0g/L。尼古丁是烟草中的主要生物碱，亦是烟草废弃物中主要的环境污染物，溶于水和多种有机溶剂，可透过血-脑屏障等复杂生物膜系统，对生物体多器官系统产生毒性，具有致癌、致畸、致突变效应。因此，对烟草废弃物进行处理，特别是对其中的尼古丁进行彻底降解，则对人类健康及生态安全具有重要意义。

利用微生物对烟草废弃物进行处理，特别是对其中的尼古丁进行降解，由于具有高效、环境友好等特点，得到了快速的发展。专利号为ZL200510122831.7、ZL 200710070805.3、ZL 200710013069.8的发明专利以及申请号为201010104203.7、201010234768.7的发明专利申请分别公开了烟碱降解细菌Ochrobactrum intermedium DN2或其尼古丁降解酶、假单胞菌(Pseudomonas sp.)ZUTSKD、根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)wsn 1-4、不动杆菌(Acinetobacter sp.)ND12、申氏杆菌(Shinella sp.)HZN1等纯微生物菌剂或纯微生物菌剂的酶提取液用于烟草中尼古丁的降解。虽然已有的这些技术均对烟草中尼古丁的去除具有良好的效果，但是在实际应用中，由于这些纯菌剂尚未在污染环境中持久存在、稳定繁殖，因此均需要频繁地向污染环境中添加这些纯菌剂或粗酶剂，不仅提高了成本、增加了维护的费用；更关键的是这些纯菌剂还存在能否在丰富营养源中优先利用尼古丁作为碳氮源，对烟草废物总COD去除贡献未知等问题，不利于推广应用。

发明内容

本发明提供了一种群体感应信号分子制剂，能促使尼古丁降解菌在环境中定植，利用该群体感应信号分子制剂与尼古丁降解菌配合对烟草废弃物进行处理，能有效提高整个系统的尼古丁去除及污染物的综合处理效能。

一种群体感应信号分子制剂，通过如下方法制备：将α-变形菌亚纲、δ-变形菌亚纲和黄杆菌纲微生物分别培养，取培养液或培养液经离心后的上清液按体积比1-4∶1∶1-2混合，再经冷冻干燥制得群体感应信号分子制剂。

优选地，所述的α-变形菌亚纲微生物为鞘胺醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)、副球菌属(Paracoccus sp.)、甲基孢囊菌属(Methylocystis sp.)和红螺菌属(Rhodospirillum sp.)中的一种或多种微生物。

优选地，所述的δ-变形菌亚纲微生物为蛭弧菌属(Bdellovibrio sp.)微生物。

优选地，所述的黄杆菌纲微生物为Actibacter sp.和黄杆菌属(Flavobacterium sp.)中的一种或两种微生物。

所述α-变形菌亚纲、δ-变形菌亚纲或黄杆菌纲微生物的培养基可以选用Luria-Bertani(LB)培养基，培养基成分组成为：蛋白胨10g/L、酵母膏5g/L、NaCl 10g/L、琼脂10g/L(固体培养基中)，pH 7.0。

本发明还提供了所述的群体感应信号分子制剂在处理烟草废弃物中的应用，包括：将烟草废弃物加入水中混匀得到混合液，向混合液中接入尼古丁降解菌，并加入群体感应信号分子制剂，发酵处理6-72h。

所述的烟草废弃物为烟草在种植、加工过程中由于地理环境、加工技术等因素影响不能用作成品烟制造的烟叶、烟末等。本发明中所述的烟草废弃物可以来源于种植过程中废弃的烟叶，也可以来源于烟草加工厂的下脚料。