pH调控生物表面活性剂产生菌群降解油脂废物的效率与机制研究

这篇研究揭示了酸性环境(pH 4)下由铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)组成的菌群对油脂(FOG)降解的独特优势，通过GC-MS分析证实酸性条件能有效分解长链脂肪酸，为餐饮废水处理提供了创新解决方案。

　　

pH对产表面活性剂菌群降解油脂效率的影响

摘要
油脂(FOG)在废水系统中的积累引发严重环境问题。本研究通过构建铜绿假单胞菌和贝莱斯芽孢杆菌组成的菌群，系统评估了pH 4-9范围内FOG降解效率。意外发现pH 4条件下菌群表现出最高降解活性，GC-MS分析显示长链脂肪酸被完全降解或转化为短链产物。

引言
餐饮废水排放导致FOG在管道形成固体沉积，传统机械刮除和化学处理方法存在效率低、二次污染等问题。生物表面活性剂能降低油水界面张力，但pH通过影响微生物代谢、酶活性和表面活性剂稳定性显著调控降解过程。本研究填补了混合菌群在酸性条件下降解FOG的研究空白。

材料与方法
从马来西亚砂拉越大学堵塞排水管采集样品，通过含1%食用油的MSM培养基富集分离出7株菌。采用油扩散实验和乳化指数(E24)测试筛选表面活性剂产生菌，最优菌株经16S rRNA鉴定为铜绿假单胞菌F3（GenBank PQ279204）和贝莱斯芽孢杆菌F6（GenBank PQ279027）。

在Bushnell Haas(BH)培养基中设置pH 4-9梯度，130 rpm振荡培养30天。通过n-己烷提取残留FOG进行重量分析，GC-MS检测脂肪酸衍生物。采用BPX-5色谱柱(30.0 m×0.25 mm×0.25 μm)，程序升温从50℃至280℃。

结果与讨论
油扩散实验显示F3菌株形成最大清晰区(4.6±0.2 cm)，E24测试中F3和F6分别达53.8%和46%。pH 4-6培养液出现浑浊和絮凝物，pH 6固体FOG完全消失但残留絮凝物最多。GC-MS分析揭示pH 4样品中C₅₄
H₁₁₀
等长链烃100%降解，总峰面积减少92.5%。

酸性环境促进胞外聚合物(EPS)介导的絮凝作用，pH 6絮凝物干重达对照5倍。但过度絮凝可能阻碍酶接触底物，导致pH 6实际降解率(54.1%)低于pH 4。铜绿假单胞菌产生的鼠李糖脂在pH 4保持稳定乳化活性，而贝莱斯芽孢杆菌分泌的酸性脂肪酶通过β-氧化途径彻底分解脂肪酸。

结论
该菌群在pH 4展现卓越降解性能，为处理酸性餐饮废水(如pH 3-4的厨房管道)提供新思路。建议开发两阶段生物反应器系统，首阶段维持酸性条件优化降解，第二阶段中和后排放。研究突破了传统中性pH降解范式，拓展了生物修复技术的应用场景。