烟碱降解菌的筛选鉴定及在库存烟叶和烟草浸出液中的降烟碱应用

摘要

烟碱，又名尼古丁（Nicotine），是一种烟草中特有的生物碱，是严重的环境污染物之一。国内外学者经过多年研究，发现一些微生物可以通过不同的代谢途径利用并降解烟碱，其中一些菌株具有应用价值。近年来，利用微生物降解烟碱已成为国内外研究的热点之一。
　　 本研究从浙江中烟有限责任公司提供的烟叶中分离得到一株烟碱降解菌，经形态、生理生化和16S rDNA序列同源性分析，鉴定并命名为Pseudomonas stutzeri ZCJ。该菌株的烟碱耐受浓度为4.5 g·L-1，降解烟碱的最佳条件为37℃、pH为7.5，经过24h的培养，该菌对初始浓度为1.5 g·L-1的烟碱降解率为100％，且在培养过程中，培养液的颜色由无色变至浅绿、墨绿、黑色，最终为褐色。添加1 g·L-1葡萄糖能够明显促进Pseudomonas stutzeri ZCJ降解烟碱的效果。目前尚未见Pseudomonas stutzeri能够利用并降解烟碱的报道。
　　 将Pseudomonas stutzeri ZCJ用于处理库存烟叶中的烟碱，发现当处理的烟叶作用表面积越大，烟叶与菌悬液之比为2:1，外加一定碳源，可达到降解效果，最大降解率可以达到15％/周以上。
　　 论文同时进行了烟碱降解菌Pseudomonas sp.ZUTSKD在处理废烟叶提取液中的应用研究，结果显示添加K，Na对提高菌株降解能力没有明显的作用，而添加酵母膏和磷酸盐对菌株的降解能力有明显的促进作用。在5％TWE中分别添加1.0 g·L-1酵母膏和2.667 g·L-1磷元素（经换算），菌株在12 h内的降解率分别达到了96.2％和97.4％。通过设计正交实验，发现磷元素对于菌株在5％TWE中的降解作用有着最重要的影响，而酵母膏与磷元素的交互作用对其影响较小。实验结果表明烟碱降解菌Pseudomonas sp.ZUTSKD对处理废烟叶提取液有一定的实际应用价值。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 烟碱简介

1.1.1 烟碱的化学结构与理化常数

1.1.2 烟碱的谱学数据

1.1.3 烟碱的利用价值

1.1.4 烟碱对人体的危害

1.2 降低烟碱含量的必要性

1.2.1 我国卷烟质量有待提高

1.2.2 烟草生产对环境的污染

1.2.3 烟碱型杀虫剂的使用对环境的影响

1.3 降低烟碱的方法

1.4 微生物降解烟碱的研究进展

1.4.1可降解烟碱的微生物

1.4.2 微生物降解烟碱途径的研究

1.4.3 微生物降解烟碱的遗传研究

1.5 微生物降解烟碱的应用、意义及展望

1.6 本研究的主要内容

参考文献

第二章 烟碱降解菌的分离鉴定及降解能力研究

2.1 材料与方法

2.1.1 菌种分离源

2.1.2 培养基

2.1.3 实验试剂及药品

2.1.4 主要仪器

2.1.5 分析检测方法

2.1.6 烟碱降解菌的鉴定

2.1.7 烟碱降解菌降解能力实验

2.2 结果与讨论

2.2.1 烟碱标准曲线

2.2.2 烟碱降解菌的分离及形态结构观察

2.2.3 序列比对和基于16S rDNA的系统发育分析

2.2.4 生理生化特征

2.2.5 烟碱降解实验

2.3 小结

参考文献

第三章 烟碱降解菌Pseudomonas stutzeri ZCJ在处理固态烟叶烟碱中的应用

3.1 材料与方法

3.1.1 实验菌株

3.1.2 主要试剂及药品

3.1.3 主要仪器

3.1.4 主要培养基及分析检测方法

3.1.5 菌悬液的制备

3.1.6 烟叶中烟碱的提取

3.1.7 烟叶中烟碱降解情况初探

3.1.8 对烟叶中烟碱降解的工艺条件研究

3.1.9 浅盘法降解处理库存烟叶

3.2 结果与讨论

3.2.1 实验涉及的标准曲线

3.2.3 建立烟叶中烟碱的提取方法

3.2.4 烟叶中烟碱降解情况初探

3.2.5 对烟叶中烟碱降解的工艺条件研究

3.2.6 浅盘法降解处理库存烟叶

3.3 小结

参考文献

第四章 烟碱降解菌Pseudomonas sp.ZUTSKD在处理废烟叶提取液中的应用

4.1 材料与方法

4.1.1 实验菌株

4.1.2 主要试剂及药品

4.1.3 主要仪器

4.1.4 主要培养基

4.1.5 分析检测方法

4.1.6 种子液制备

4.1.7 培养条件对菌株在BSM中生长和烟碱降解的影响

4.1.8 培养条件对菌株在5％TWE中烟碱降解和还原糖含量的影响

4.1.9 酵母膏与磷元素正交实验

4.2 结果与讨论

4.2.1 实验涉及的标准曲线

4.2.2 不同元素在5％TWE中含量测定

4.2.3 培养条件对菌株在BSM中生长和烟碱降解的影响

4.2.4 培养条件对菌株在5％TWE中烟碱降解和还原糖含量的影响

4.2.5 酸母膏与磷元素正交实验

4.3 小结

参考文献

第五章 实验总结与展望

5.1 论文的主要研究结论

5.2 论文的主要创新之处

5.3 论文的不足与展望

致谢

研究生阶段发表论文情况