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黄孢原毛平革菌产锰酶及其对酸性蓝45的脱色研究

黄孢原毛平革菌产锰酶及其对酸性蓝45的脱色研究

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作者：连小英长安大学

学位级别：硕士

黄孢原毛平革菌因能分泌以木质素过氧化物酶(LiP)、锰过氧化物酶(MnP)和漆酶(Lac)为核心的木质素降解酶系而对各种结构不同、颜色各异的合成染料有很强的脱色和降解能力。因此提高木质素降解酶的合成水平及其酶活表达是强化黄孢原毛平... 详细信息

黄孢原毛平革菌因能分泌以木质素过氧化物酶(LiP)、锰过氧化物酶(MnP)和漆酶(Lac)为核心的木质素降解酶系而对各种结构不同、颜色各异的合成染料有很强的脱色和降解能力。因此提高木质素降解酶的合成水平及其酶活表达是强化黄孢原毛平革菌对难降解有机物降解作用的关键所在。而在现阶段研究中,往往存在着木质素降解酶产量低、培养体系容易染菌影响胞外木质素降解酶分泌等问题。针对此类问题,在广泛查阅文献基础上,本文采用细胞固定化技术以提高黄孢原毛平革菌对MnP的合成水平,并利用菌体及其所产MnP在灭菌与非灭菌2种条件下对蒽醌类染料酸性蓝45脱色降解,考察黄孢原毛平革菌对该染料的脱色降解能力以及非灭菌环境染料投加时间对染料脱色效果的影响。微生物培养试验发现,投加打结棉线载体的固定化培养方式可以极大地缩短黄孢原毛平革菌合成MnP的生长周期,促进MnP的提前合成,并提高黄孢原毛平革菌对MnP的合成;微生物发酵动力学模型分析得出,固定化培养方式可以改变黄孢原毛平革菌对葡萄糖的代谢途径,使得用于生长性代谢的葡萄糖的量增加,加快黄孢原毛平革菌对氨氮的消耗速率,促使氮限制培养环境的提前到来。在考察不同载体投加量对MnP合成的影响时发现,载体量为370g/L时,MnP的合成能力最强(高峰活性达到1469U/L)。进一步研究投加370g/L载体时黄孢原毛平革菌对酸性蓝45的脱色能力时发现:黄孢原毛平革菌对酸性蓝45具有极强的脱色能力,在脱色过程中,染料的结构被改变,其特征吸收峰发生了迁移。在考察非灭菌环境染料投加时间对菌体降解染料的影响时发现,灭菌培养1～4d投加染料于非灭菌条件下降解,体系的脱色效果良好,而灭菌培养0.5d投加染料于非灭菌条件下降解,由于体系感染了酵母菌,导致脱色变差。研究成果将对实现MnP的规模化生产,降低印染类废水处理成本有一定的指导作用,同时对分析白腐真菌处理染料废水过程机理并指导应用实践也具有一定的理论价值和实际意义。

关键词：黄孢原毛平革菌锰过氧化物酶蒽醌类染料酸性蓝45 脱色载体

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