提高乾燥 NTU-1 結塊移除正十六烷效率的方法

上一節實驗中發現不管添加的正十六烷濃度為多少，經過添加乾燥後的 NTU-1 結塊來包覆移除時，總會有一些正十六烷殘餘在培養基中。以添加正十 六烷的濃度為2000 ppmv 為例，其在經過 12 小時培養後進行分離結塊及分析，

可發現約有200 ppmv 左右的正十烷殘餘在培養基中。接下來我們設計了一個兩 段式添加乾燥NTU-1 結塊的實驗，試著來移除這些剩餘的正十六烷。

實驗條件如下：

 NTU-1 結塊製備：5 mL (OD600 ≒ 1) 礦物培養基菌液與 200 μL 正十六烷 加入100 mL MSM 礦物培養基，培養 3 天後取得 NTU-1 細菌結塊。

 烘乾溫度：80℃

 烘乾所需時間：15 小時

 烘乾後初始取樣重量：(1) 0.0311 (± 0.0003) g；(2) 0.0312 (± 0.0005) g

 添加乾燥 NTU-1 時間：(1) 第 0 小時；(2) 第 6 小時

 培養基正十六烷濃度：2000 ppmv

 培養基 pH 值：7  6.8 (滅菌後)

 培養基體積：100 mL

 培養溫度：30℃

 培養箱及轉速：往復式恆溫震盪水槽，100 rpm

 分析時間點：第 6、12 小時

實驗流程大致如下：首先取約0.03 g 烘乾後的結塊與 2000 ppmv 的正十六烷 加入100 mL 礦物培養基中，經過 6 小時的培養後，將已形成的白色圓球狀結塊 以60 mesh 的篩網過濾分離並進行正十六烷包覆量及細胞密度的分析，接著在剩

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餘的培養基中重新再加入0.03 g 的乾燥結塊，反應再經過 6 小時 (第 12 小時)，

可發現NTU-1 結塊呈現黃色不規則狀的小顆粒，同樣將結塊再次分離後進行正 十六烷包覆量及殘餘量分析。實驗中NTU-1 結塊的情形如照片 4.4.7-1 所示。由 照片4.4.7-1 可以看出當培養基中正十六烷濃度較高時，NTU-1 所形成的結塊會 呈現白色圓球狀 (照片 4.4.7-1 (A) )，當系統中正十六烷濃度減少時，NTU-1 的 結塊則會呈現黃色不規則的小顆粒狀 (照片 4.4.7-1 (B) )。

於第6 小時及第 12 小時進行了 NTU-1 細胞密度及培養基中正十六烷濃度的 分析，結果如圖4.4.7-1~2 所示。圖 4.4.7-1 為 NTU-1 細胞密度的分布，培養第 6 小時將結塊分離並測量其乾重，但是無法測得此時殘餘在培養基的細胞重量，因 為分離結塊後會在殘餘的培養基中再加入新的乾燥NTU-1 結塊，故殘餘在培養 基的NTU-1 細胞密度只能在第 12 個小時測得。由圖 4.4.7-1 可以看出在 12 小時 後，殘餘在培養基中的細胞密度約剩下0.0075 g/L，而形成結塊的密度約有 0.18 g/L，比在第 6 個小時分析得到的 0.15 g/L 來得高，然而其包覆的正十六烷量較 少，所以很明顯的細胞結塊形態也會有所差異，這個現象再次證明了乾燥後的 NTU-1 結塊會因為系統中烷類濃度的不同而展現不同的吸附能力且形成不同形 態顏色的細菌結塊。

接著由圖4.4.7-2 培養基中正十六烷濃度分布圖可以看出反應經過 6 小時以 後，NTU-1 形成的結塊約能包覆 1680 ppmv 的正十六烷，此時殘餘在培養基中 的正十六烷濃度約為320 ppmv。將形成的 NTU-1 聚集體分離並加入新的乾燥後 NTU-1 結塊，再經過培養 6 個小時後，我們可以發現第 12 小時殘餘在培養基中 的正十六烷濃度只剩下25 ppmv 左右，顯示再加入的 NTU-1 結塊能將約 300 ppmv 的正十六烷包覆並移除。

將正十六烷的總包覆量以移除百比表示，如圖4.4.6-3 所示。由此圖可以看 到反應經過12 小時，2000 ppmv 的正十六烷的移除效率高達 98.6%，比 4.4.6 節 中單獨添加一次0.03 g 乾燥結塊的移除百分比高了將近 10%。這樣的實驗結果顯 示了系統中殘餘的正十六烷能因為新添加的乾燥NTU-1 結塊而被包覆並移除，

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0 6 12

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18

0.20 Cell pellets Dispersed cells

Cell Density (g/L)

Incubation Time (hr) 使正十六烷的移除效率能在12 小時內接近 100%。

(A) (B)

照片4.4.7-1 培養條件 30℃、往復式震盪培養 100 rpm、初始 pH 值 6.8，兩段式 添加0.03 g 乾燥 NTU-1 結塊 (第 0 小時及第 6 小時)，處理 2000 ppmv 正十六烷，

不同時間點下的細胞結塊情形。(A) 第 6 小時；(B) 第 12 小時。

圖4.4.7-1 培養條件 30℃、往復式震盪培養 100 rpm、初始 pH 值 6.8，兩段式添 加0.03 g 乾燥 NTU-1 結塊 (第 0 小時及第 6 小時)，處理 2000 ppmv 正十六烷，

不同時間點下NTU-1 細胞密度之分布。

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Incubation Time (hr)

Residual C16

0 6 12

Removal Efficiency (%)

Incubation Time (hr)

圖4.4.7-2 培養條件 30℃、往復式震盪培養 100 rpm、初始 pH 值 6.8，兩段式添

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