全 文 ：第 １２卷第 ３期
２０１４年 ５月
生 物 加 工 过 程
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ １２ Ｎｏ ３
Ｍａｙ ２０１４
ｄｏｉ：１０ ３９６９ ／ ｊ ｉｓｓｎ １６７２－３６７８ ２０１４ ０３ ００５
收稿日期：２０１３－０３－２１
基金项目：江苏省高校优势资源学科建设工程
作者简介：李国辉 （ １９８９—），男，河南渑池人，硕士研究生，研究方向：轻工技术与工程；丁重阳 （联系人），副教授， Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｚｙｄｉｎｇ ＠
ｊｉａｎｇｎａｎ ｅｄｕ ｃｎ
胶红酵母 ＪＢ４０１降解脱色三苯甲烷类染料
李国辉１，２，高剑平３，丁重阳１，２，刘元法４，张 梁１，２，顾正华２，石贵阳１，２，章克昌１
（１ 江南大学 生物工程学院 工业生物技术教育部重点实验室，无锡 ２１４１２２；
２ 江南大学 粮食发酵工艺与技术国家工程实验室，无锡 ２１４１２２；３ 漳州职业技术学院，漳州 ３６３０００；
４ 江南大学 食品学院，无锡 ２１４１２２）
摘 要：从烟梗中分离筛选得到 １株能够对三苯甲烷类染料高效脱色的微生物，经 ＩＴＳ ５ ８Ｓ ｒＤＮＡ分析鉴定为胶
红酵母，命名为 Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ＪＢ４０１。 全波长扫描实验结果证实染料的脱色由胶红酵母降解结晶紫引
起。 为了提高 Ｒ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ＪＢ４０１脱色结晶紫的能力，通过单因素试验对 Ｒ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ＪＢ４０１的培养条件进行
了优化，得出菌体生长 ２４ ｈ后以 ２％接种量接入初始 ｐＨ为 ５的脱色培养基并在 ３７ ℃摇床培养，可以取得最优脱色
效果，此时脱色 ５０、１００和 ２００ ｍｇ ／ Ｌ的结晶紫达到 ９０％去除率分别需要 ３、６和 １４ ｈ。 此外，胶红酵母对温度和 ｐＨ
良好的适应性使其具有应用于工业废水处理的潜力。
关键词：生物降解；脱色；胶红酵母；三苯甲烷染料
中图分类号：ＴＱ９２６；Ｘ７９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２－３６７８（２０１４）０３－００２６－０６
Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅ
ｄｙｅ ｂｙ Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ＪＢ４０１
ＬＩ Ｇｕｏｈｕｉ１，２，ＧＡＯ Ｊｉａｎｐｉｎｇ３，ＤＩＮＧ Ｚｈｏｎｇｙａｎｇ１，２，ＬＩＵ Ｙｕａｎｆａ４，ＺＨＡＮＧ Ｌｉａｎｇ１，２，
ＧＵ Ｚｈｅｎｇｈｕａ２，ＳＨＩ Ｇｕｉｙａｎｇ１，２，ＺＨＡＮＧ Ｋｅｃｈａｎｇ１
（１ Ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｗｕｘｉ ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ；２ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｃｅｒｅａｌ Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｗｕｘｉ ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ；３ Ｚｈａｎｇｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈａｎｇｚｈｏｕ ３６３０００，Ｃｈｉｎａ；４ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｓｔｒａｉｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚｉｎｇ ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅ ｄｙｅ ｗａｓ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｏｂａｃｃｏ ｓｔｅｍ Ｂｙ ｔｈｅ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＩＴＳ⁃５ ８Ｓ ｒＤＮＡ，ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎ ｗａｓ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ａｓ Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ＪＢ４０１ Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｆｕｌｌ
ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｓｃａｎ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ ｗａｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｄｙｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ
ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｔｈｅ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ ｂｙ Ｒ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ＪＢ４０１，ａ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ
ｕｓｅｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｒ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ＪＢ４０１ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
ｗｅｒｅ ３７ ℃，ｉｎｉｔｉａｌ ｐＨ ５，２％ ｉｎｏｃｕｌｕｍｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｈａｋｅ⁃ｆｌａｓｋ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｆｏｒ ２４ ｈ Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，５０，１００ ａｎｄ ２００ ｍｇ ／ Ｌ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ ｗｅｒｅ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚｅｄ ｗｉｔｈ ９０％ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｆｏｒ
ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ３ ｈ（５０ ｍｇ ／ Ｌ），６ ｈ（１００ ｍｇ ／ Ｌ） ａｎｄ １４ ｈ（２００ ｍｇ ／ Ｌ）， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ Ｔｈｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ
ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｒ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ＪＢ４０１ ｔｏ ｐＨ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ；ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ；Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ；ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅ ｄｙｅ
三苯甲烷类染料广泛地应用于纺织印染、造纸
和制革等工业中［１－３］，近期研究发现结晶紫（图 １）
等三苯甲烷类染料对动物细胞具有毒害作用，因此
有必要研究该类染料的脱色降解处理。 一些物理
和化学方法虽然也可以用于染料的处理，但由于其
代价高、污泥产生量多和二次污染等原因，限制了
其在工业中的应用［４－６］。 利用微生物处理染料具有
无污染、耗能低、代价小和可持续性好等优点［７］，因
此筛选出对三苯甲烷类染料具有降解脱色能力的
微生物，研究微生物降解染料的机制，对三苯甲烷
类染料污染治理具有重要意义。
诸多微生物都具有降解脱色三苯甲烷类染料
的能力， 如细菌 Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｒａｄｉｏｂａｃｔｅｒ ＭＴＣＣ
８１６１［８］和 Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｅｒｅｕｓ ＤＣ１１［９］完全脱色 １０ ｍｇ ／ Ｌ
的结晶紫分别需要 ８ 和 ２４ ｈ，丝状真菌 Ｔｒａｍｅｔｅｓ
ｓｐ ＳＱ０１ ６ ｄ 内可脱色 ２０ ｍｇ ／ Ｌ 结晶紫 ３０％以
上［１０］，酵母 Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ ＭＴＣＣ ４６３在 ７ ｈ
内可脱色 １００ ｍｇ ／ Ｌ 孔雀石绿 ８５％以上［７］。 在细
菌、酵母和丝状真菌中，酵母脱色三苯甲烷染料的
能力较强，但是到目前为止，利用酵母脱色三苯甲
烷类染料的研究较少，因此考虑筛选酵母来脱色三
苯甲烷类染料。
笔者在烟梗样品中分离筛选获得 １株高效脱色
结晶紫的菌株，经 ＩＴＳ ５ ８Ｓ ｒＤＮＡ鉴定后发现该菌
株为胶红酵母。 在初步确定脱色机理后，考察不同
培养条件对胶红酵母降解脱色结晶紫的影响，以期
为其在生物降解化工废水方面的应用提供基础
数据。
图 １ ３种三苯甲烷染料的结构式
Ｆｉｇ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅ ｄｙｅｓ
１ 材料与方法
１ １ 材料
１ １ １ 菌种
胶红酵母（Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ） ＪＢ４０１，筛
选自四川地区产烟梗中。
１ １ ２ 培养基
斜面培养基（ ｇ ／ Ｌ）：ＮａＣｌ ５，酵母膏 ５，蛋白胨
１０，琼脂 ２０；ｐＨ ７。
种子培养基（ ｇ ／ Ｌ）：ＮａＣｌ ５，酵母膏 ５，蛋白胨
１０；ｐＨ ７。
脱色培养基（ ｇ ／ Ｌ）：ＮａＣｌ ５，酵母膏 ５，蛋白胨
１０，结晶紫 ０ ０５；ｐＨ ７。
以上培养基均在 １１５ ℃下灭菌 ２０ ｍｉｎ，斜面在
３０ ℃下培养 ４８ ｈ后放入 ４ ℃冰箱保存，使用时用接
种环取 １环菌放入种子培养基中，３０ ℃培养 ２４ ｈ后
待用。
１ ２ 方法
１ ２ １ 脱色微生物的分离筛选与鉴定
称取 ２ ｇ烟梗样品，加入 ９８ ｍＬ无菌生理盐水，
放入 ２５０ ｍＬ 无菌三角瓶中，在 ３０ ℃、１５０ ｒ ／ ｍｉｎ的
摇床上培养 １ ｈ 后，将培养液分别稀释 １０４、１０５或
１０６倍后涂布在水溶苯胺蓝平板上，并通过连续的分
离纯化筛选出能够产生稳定、明显、较大透明圈的
菌落（透明圈直径与菌落直径比值越大越好），斜面
保藏。
将斜面保藏的菌种转接到种子培养基中，
３０ ℃、１５０ ｒ ／ ｍｉｎ培养，２４ ｈ后分别加入不同浓度的
结晶紫，通过测定不同菌株对结晶紫的脱色率，从
中筛选出脱色能力优良的菌株，保藏后进行后续
试验。
按照 Ｇｕｉｌｌａｍｍ等［１１］的方法对筛选得到的菌株
进行 ＩＴＳ ５ ８Ｓ ｒＤＮＡ序列扩增，所用引物 ＩＴＳ１：５′
ＴＣＣＧＴＡＧＧＴＧＡＡＣＣＴＧＣＧＧ ３′，ＩＴＳ４：５′ ＴＣＣＴＣＣ⁃
ＧＣＴＴＡＴＴＧＡＴＡＴＧＣ ３′。 将 ＰＣＲ产物连接到载体
ｐＭＤ１８Ｔ，转化感受态 ＪＭ１０９，提取质粒，扩增得到的
ＩＴＳ ５ ８Ｓ ｒＲＮＡ基因利用 ＡＢＩ ３１３０ ＤＮＡ自动序列
分析仪在上海生工生物工程公司进行测序，并在
ＮＣＢＩ数据库中搜索进行同源性分析。 最后利用
ＣｌｕｓｔａｌＸ和 Ｍｅｇａ ５软件制作进化树。
７２ 第 ３期 李国辉等：胶红酵母 ＪＢ４０１降解脱色三苯甲烷类染料
１ ２ ２ 全波长扫描
收集胶红酵母脱色完全后的结晶紫培养液，
８ ０００ ｒ ／ ｍｉｎ离心 ２０ ｍｉｎ去除沉淀，上清液中加入等
体积乙酸乙酯萃取，用无水 Ｎａ２ＳＯ４干燥后，在旋转
蒸发仪上蒸干，获得的结晶用少量色谱级甲醇溶
解，使其终质量浓度为 ０ １ ｍｇ ／ ｍＬ，对照为不加入胶
红酵母的结晶紫培养基［１２］，对脱色前后的染料在
２００～９００ ｎｍ波长范围进行扫描，获取的数据用 ＵＶ⁃
ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ１ ２（日立集团）处理。
１ ２ ３ 脱色实验
将生长 ２４ ｈ的种子按 ２％比例接种于脱色培养
基中，３０ ℃、１５０ ｒ ／ ｍｉｎ 培养 ２４ ｈ 后，加入 ５０ ｍｇ ／ Ｌ
结晶紫，每隔 １ ｈ取出一定量的样品，与无水乙醇按
体积比 １ ∶２的比例（Ｖ（样品） ∶Ｖ（无水乙醇））混匀
后，１２ ０００ ｒ ／ ｍｉｎ离心 ５ ｍｉｎ，利用分光光度法在染料
的最大吸收峰处测定上清液中剩余染料的含量，并
以不接种的染料培养基作为对照来测定染料的脱
色率［１３－１４］。 每组 ３ 个平行实验，脱色率按式（１）来
计算。
脱色率 ＝ （ Ｉ Ｆ） ／ Ｉ × １００％ （１）
式中：Ｉ为对照在最大吸收峰处的吸光值；Ｆ 为某一
时刻样品在最大吸收峰处的吸光值。
在此条件下，依次分别对 ｐＨ ４ ～ １１、温度（２０ ～
４５） ℃、接种量 ０ １％ ～ ８％、培养方式 （摇床和静
置）、初始染料质量浓度（２５ ～ ２００） ｍｇ ／ Ｌ 进行单因
素实验，确定胶红酵母对结晶紫脱色的最优条件。
２ 结果与讨论
２ １ 脱色微生物的分离筛选与鉴定
从烟梗样品中一共筛选到 ２０ 株能够在苯胺蓝
平板上产生透明圈的微生物，复筛后发现其中 ４ 株
可以明显降解结晶紫，４ 株中菌株 ＪＢ４０１ 脱色效果
最好，因此以 ＪＢ４０１为出发菌株进行后续试验。
经过 ＩＴＳ ５ ８Ｓ ｒＤＮＡ 序列测定及 ＧｅｎＢａｎｋ 数
据库比对，结果见图 ２。 由图 ２ 可知：菌株 ＪＢ４０１ 与
Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ｓｔｒａｉｎ ＡＴＣＣ ６６０３４
（ＥＵ８５３８４６ １）相似性达到 １００％，由红酵母属 ＩＴＳ
５ ８Ｓ ｒＤＮＡ序列构建的 Ｎ Ｊ型进进化树中（图 ２），
菌株 ＪＢ４０１ 与 Ｒ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ｓｔｒａｉｎ ＡＴＣＣ ６６０３４
（ ＥＵ８５３８４６ １ ） 和 Ｒ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ＣＢＳ ９０７８
（ＡＦ４４４６５５ １ ） 亲 缘 关 系 最 近， 因 此 命 名 为
Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ＪＢ４０１。
图 ２ ＪＢ４０１系统进化树
Ｆｉｇ ２ Ｔｈｅ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅ ｏｆ ＪＢ４０１
２ ２ 全波长扫描分析
利用胶红酵母对结晶紫脱色后，将培养液进行
全波长扫描，结果见图 ３。 由图 ３ 可知：在 ５８９ ｎｍ
处的最大吸收峰 λｍａｘ 消失。 而 Ｌｅｅ 等［１５］ 利用
Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｏｔｉｔｉｄｉｓ ＷＬ １３ 降解结晶紫时发现，离
心后上清液为无色，而菌体沉淀为紫色，认为该菌
株对结晶紫的脱色主要是菌体的吸附作用。 在本
实验中，脱色后离心得到的菌体沉淀不显紫色，同
时结晶紫脱色后在紫外区形成诸多小峰，表明有新
的小分子产物生成，因此说明胶红酵母对结晶紫的
脱色并不是由于胶红酵母的菌体吸附作用，而是由
菌体的降解作用引起的。 类似结果在 Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ
８２ 生 物 加 工 过 程 第 １２卷
ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ 降解结晶紫、孔雀石绿等三苯甲烷类染
料过 程 中 也 有 报 道［１６－１７］。 此 外， Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ
ｒａｄｉｏｂａｃｔｅｒ ＭＴＣＣ ８１６１可利用漆酶的脱甲基和去苯
环能力作用于结晶紫［８］，使之分解为多种小分子物
质，并在全波长扫描中产生新峰［１８］，这一现象也与
Ｒ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓａ ＪＢ４０１降解结晶紫相似。
图 ３ 全波长扫描结晶紫降解前后变化
Ｆｉｇ ３ ＵＶ⁃ＶＩＳ ｓｐｅｃｔｒａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ
ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ
２ ３ 初始 ｐＨ对胶红酵母脱色的影响
图 ４为初始 ｐＨ 对胶红酵母脱色的影响结果。
由图 ４可知：胶红酵母对结晶紫的脱色效果在酸性
范围较好，在 ｐＨ ４ ～ ７ 之间脱色率可以保持在 ８６％
以上，其中 ｐＨ ５时脱色率最高，分别为 ９４ ０８％。 当
ｐＨ＞７ 时，随 ｐＨ 的增加脱色率急剧降低，当 ｐＨ 为
１０时脱色率仅为 ２１ ９７％。
图 ４ ｐＨ对结晶紫脱色的影响
Ｆｉｇ ４ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐＨ ｏｎ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ
这与前人的研究结果不同，可能是因为不同的
微生物对不同的染料脱色的最适 ｐＨ 各有不同。
如，黄孢原毛平革菌对甲基紫的最适脱色 ｐＨ 为
４ ５，ｐＨ增加或降低均对黄孢原毛平革菌的脱色产
生明显影响，当 ｐＨ从 ３增加到 ７ 时，黄孢原毛平革
菌对甲基紫的脱色率降低了 ７５％［１９］， Ｔｒａｍｅｔｅｓ
ｓｐ ＳＱ０１产生漆酶脱色 Ｒｅｍａｚｏｌ Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｂｌｕｅ Ｒ 时，
也得到了相似的结果［２０］。 由此可见，胶红酵母在偏
酸性 ｐＨ范围内有较高的脱色能力，这一特点符合
生物处理废水的要求。
２ ４ 温度对胶红酵母脱色的影响
考察不同的温度对结晶紫脱色影响，结果见图
５。 由图 ５可知：在 ２０ 和 ４５ ℃时，胶红酵母对结晶
紫脱色率仍高于 ８０％，分别为 ８１ １７％和 ８５ ５０％；
其中，在 ３７ ℃时，脱色效率最高，达到 ９３ １０％。 当
温度低于 ３７ ℃时，脱色率随温度升高逐渐升高，超
过４５ ℃后，随温度升高脱色率则下降。
Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ ｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ 对结晶紫的最适脱
色温度是（３５±１） ℃，当温度升高或降低时，会影响
到染料的脱色率，这可能是由于生成的过氧化物酶
减少或者酶失活造成脱色能力的降低［１９］。 对于纯
化后的真菌漆酶也是如此，在一定范围内，当温度
升高时，由于酶与底物间反应速率加快导致单位时
间内脱色率升高，但是当温度超过一定值后，由于
酶的失活引起脱色率降低［２０］。
图 ５ 温度对结晶紫脱色的影响
Ｆｉｇ ５ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ
２ ５ 接种量对胶红酵母脱色的影响
图 ６为接种量对胶红酵母脱色的影响结果。 由
图 ６可知：当接种量小于 ２％时，脱色效率均随接种
量的升高而升高；当接种量为 ０ １％时，脱色率仅为
２３ ４４％；当接种量为 ２％时，脱色率为 ９０ １３％；当接
种量大于等于 ２％时，结晶紫的脱色率保持稳定，并
保持在 ９０％以上。
而在 Ｃａｎｄｉｄａ ｋｒｕｓｅｉ脱色过程中，最适接种量为
５％；超过 ５％时并不会影响达到最大脱色率的时间；
但小于 ５％时，达到最大脱色率的时间会有所延迟，
如接种量为 ３％时，则延长了 ２４ ｈ［２１］。 这可能是由
于当接种量较少时，菌体量较少不足以产生足够的
酶来处理染料，且染料对菌体具有一定的毒性而抑
９２ 第 ３期 李国辉等：胶红酵母 ＪＢ４０１降解脱色三苯甲烷类染料
制菌体生长，所以造成了脱色时间的延长。 这一结
果在利用 Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ降解孔雀石绿的研
究中也得到了证实［７］。
图 ６ 接种量对结晶紫脱色的影响
Ｆｉｇ ６ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｎｏｃｕｌｕｍ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ
２ ６ 培养方式对胶红酵母脱色的影响
考察不同培养方式对胶红酵母脱色的影响，结
果见图 ７。 由图 ７可知：摇床培养时脱色效率较高。
在静置条件下，胶红酵母培养 ４ ｈ 时脱色率达到
９１ ８５％；而摇床培养 ２ ｈ 后，脱色率即达 ９０ ００％。
在脱色的前 ５ ｈ，摇床脱色一直明显优于静置脱色，
但是 ５ ｈ后二者几乎无差异（图 ７）。
图 ７ 培养方式对结晶紫脱色的影响
Ｆｉｇ ７ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｎ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ
Ｃｏｎｗａｙ等［２２］研究发现，几乎未见利用酵母和
丝状真菌在厌氧条件下对染料进行脱色，这可能是
因为在厌氧条件下，菌体的生长和代谢都受到较大
影响，进而影响到染料的脱色和降解。 然而，胶红
酵母在对结晶紫染料脱色时，对氧的要求不大，静
置条件下达到最大脱色率的时间仅比摇床条件下
的延长了 ２ ｈ，几乎未受到影响，这一特性使其可适
用于工业染料废水处理中的各种复杂体系，并且不
会影响染料废水的脱色处理。
２ ７ 初始染料浓度对胶红酵母脱色的影响
考察不同初始染料浓度对胶红酵母脱色的影响，
结果见图 ８。 由图 ８可知：在 １４ ｈ内胶红酵母对结晶
紫的脱色率均达到 ９０％以上。 其中，对于２５ ｍｇ ／ Ｌ的
结晶紫，在 ２ ｈ 内的脱色率就达 ９４ ４６％，这和
Ｃａｎｄｉｄａ ｋｒｕｓｅｉ相似；对于 ２００ ｍｇ ／ Ｌ的染料，二者都是
在 ２０ ｈ左右达到最大脱色率［２１］。 由于染料对菌体具
有一定的毒性，因此微生物对 ２００ ｍｇ ／ Ｌ 结晶紫的去
除率通常低于 ４０％［１０，２３］。 胶红酵母对不同浓度结晶
紫的适应性较强，在不同浓度条件下，结晶紫的脱色
率都超过 ９０％，而且耗时较短。 工业染料废水中染料
浓度较高，因此胶红酵母所具有的可降解不同浓度结
晶紫的能力，使其适用于工业化处理染料废水。
图 ８ 初始染料浓度对结晶紫脱色的影响
Ｆｉｇ ８ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｎｉｔｉａｌ ｄｙｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ
ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ
３ 结 论
通过分离筛选获得 １株具有降解结晶紫能力的
胶红酵母，通过全波长扫描证实其降解能力，后续
试验发现胶红酵母对温度和 ｐＨ 均有较好的适应
性，对不同浓度结晶紫都可达到较高的脱色率。
在本文的研究基础之上，下一步将围绕胶红酵
母降解结晶紫的详细过程进行研究：①降解过程中
涉及的脱色酶及其作用方式；②染料降解过程中产
生的小分子物质，以及可能的降解代谢途径；③染
料降解前后的毒性变化，以期在生物降解化工废水
方面提供更好的支持。
参考文献：
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（责任编辑 荀志金）
１３ 第 ３期 李国辉等：胶红酵母 ＪＢ４０１降解脱色三苯甲烷类染料