烘乾後 NTU-1 結塊於培養過程 12 小時間的細胞聚集情形

前面的實驗中，將乾燥後的NTU-1 結塊與正十六烷加入礦物培養基進行震 盪培養，都取第12 個小時來作為分析時間點，此時 NTU-1 結塊重新包覆大量正 十六烷使其移除效率能達到85 ~ 95%。然而乾燥 NTU-1 結塊真正再次聚集包覆 烷類的時間是在培養的第1 ~ 2 小時間，故接下來將觀察 12 小時內 NTU-1 再形 成結塊的情形及正十六烷包覆量隨時間的變化。

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：0.031 (± 0.0002) g

 烘乾初始 NTU-1 結塊重量 (經過加入培養基復水後以 0.3 μm 濾紙過濾)：

0.0172 (± 0.0007) g

 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 2, 4, 6, 9, 12 小時

培養過程中NTU-1 再形成結塊的情形如照片 4.4.4-1 所示，雖然 NTU-1 在 1

~ 2 小時間即可再形成結塊，但結塊初期看起來較鬆散且是以錢幣狀的扁平圓形

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聚集體懸浮在培養基的表面，如照片4.4.4-1 (A)、(B) 所示。隨著時間的增加，

第6 個小時以後，結塊會漸漸形成較緊實的圓球狀懸浮在培養基上 (照片 4.4.4-1 (C) ~ (E) )。同時測量培養過程中，培養基酸鹼值的變化、細胞密度的變化及正 十六烷包覆的情形，以圖4.4.4-1 ~ 3 表示。

由圖4.4.4-1 可以看出加入乾燥後的 NTU-1 結塊後，反應經過 2 小時，培養 基的酸鹼值即會從初始值6.8 下降至 6.7 左右，而到第 12 小時培養基的酸鹼值皆 會一直維在6.7，這個結果除了顯示 NTU-1 結塊因為不具活性故不會降解正十六 烷產生酸性代謝物以外，由此也可知在烘乾NTU-1 結塊時，可能也把一些酸性 的代謝物一起帶入烘乾，故當秤取乾燥後的NTU-1 加入培養基時，這些酸性物 質會重新溶解於培養基中。這也是為什麼在反應的第2 個小時培養基的酸鹼值會 有0.1 的差距，且也可解釋乾燥後的 NTU-1 加入培養基後利用濾紙過濾所得的 細胞重量會與初始加入的重量有所差異的原因。

接著，由圖4.4.4-2 細胞密度分布變化圖可以看到隨著時間的增加，殘餘在 培養基中的細胞密度會逐漸減少而形成結塊的細胞密度則會慢慢的上升，此情形 與圖4.4.4-3 正十六烷分布圖的趨勢符合，隨著時間增加正十六烷被包覆的量也 跟著提升。這個現象顯示了結塊再次的形成是因為乾燥後的細胞結塊會吸附正十 六烷，並隨著時間以正十六烷為連結慢慢聚集形成較大顆粒的結塊。圖4.4.4-2 及4.4.4-3 中可觀察到細胞密度的分布及正十六烷的包覆量在第 9 個小時以後已 經趨於穩定平衡，約以0.16 g/L 的結塊密度包覆了 1700 ppmv 的正十六烷，與第 12 小時所量測的結果差不多，往後的實驗中仍選擇以第 12 個小時來進行分析。

將正十六烷的移除效率以百分比來表示，如圖4.4.4-4 所示。由圖 4.4.4-4 可 以看出NTU-1 結塊在 2 小時內即能包覆並移除掉 65%濃度為 2000 ppmv 的正十 六烷。隨著時間的增加，移除效率也跟著上升，到達第9 個小時以後即達成平衡，

能移除掉約86%的正十六烷，而第 12 小時則約能移除掉 90%的正十六烷。

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0 2 4 6 8 10 12 14

6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8

pH

Incubation Time (hr) (A) (B)

(C) (D) (E)

照片4.4.4-1 培養條件 30℃、100 rpm、初始 pH 值 6.8，礦物培養基中加入烘乾 後的NTU-1 結塊，處理 2000 ppmv 正十六烷時，隨著時間 NTU-1 細胞結塊變化 的情形。(A) 2 小時；(B) 4 小時；(C) 6 小時；(D) 9 小時；(E) 12 小時。

圖4.4.4-1 培養條件 30℃、往復式震盪培養 100 rpm、初始 pH 值 6.8，礦物培養 基中加入烘乾後的NTU-1 結塊，處理 2000 ppmv 正十六烷時，隨著時間培養基 酸鹼值的變化。

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0.225 Dispersed cells Cell pellets Total

Cell Density (g/L)

Incubation Time (hr)

2 4 6 8 10 12 14

2400 Residual C16 Trapped C16

Incubation Time (hr)

n-Hexadecane (ppmv)

166

0 2 4 6 8 10 12 14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Removal Efficiency (%)

Incubation Time (hr)

圖4.4.4-4 培養條件 30℃、往復式震盪培養 100 rpm、初始 pH 值 6.8，礦物培養 基中加入烘乾後的NTU-1 結塊，處理 2000 ppmv 正十六烷時，隨著時間正十六 烷總移除百分比之變化圖。