嗜酸性氧化亚铁硫杆菌休止细胞保存时间及循环利用对施氏矿物生物合成的影响

利用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans,简称A.ferrooxidans)休止细胞促进FeSO4形成的施氏矿物具有纯度高比表面积大的特点,对去除水环境中有毒重(类)金属有重要作用.为提供施氏矿物规模化生产优化参数,本研究通过摇瓶试验探讨了休止细胞保存时间对其活力的影响,以及休止细胞再次循环利用对施氏矿物生物合成中Fe2+氧化率和矿物产量的影响.结果表明,新鲜制备的A.ferrooxidans菌休止细胞可在48h内将144mmol·-L1Fe2+(250mL体系)全部氧化成Fe3+,在高浓度SO42-存在下约有41.99%的Fe3+被转化成棕红色施氏矿物沉淀,矿物产量达到1.34g.当休止细胞在4℃保存达45d时,Fe2+氧化率与新鲜细胞相比下降5.61%,施氏矿物产量降低35.07%.二次利用的循环A.ferrooxidans菌氧化Fe2+的能力大幅下降,其氧化性能只占新鲜休止细胞的1/7,这主要是由菌体本身氧化活性下降和矿物吸附包裹部分A.ferrooxidans菌导致菌体数量下降两个原因所致.可见,新制备的A.ferrooxidans菌休止细胞应现制现用,在4℃、pH=2.5的酸水中保存时间不宜超过30d,A.ferrooxidans菌休止细胞可循环利用于施氏矿物的生物合成,但其效能仅为新鲜休止细胞的15%左右.