白腐菌Pleurotus ostreatus漆酶及对蒽醌染料和碱木素脱色的研究

白腐菌Pleurotus ostreatus漆酶及对蒽醌染料和碱木素脱色的研究

侯红漫[1]2003年在《白腐菌Pleurotus ostreatus漆酶及对蒽醌染料和碱木素脱色的研究》文中认为本论文以白腐菌木质素降解酶为研究对象,从十二株白腐菌中筛选产木质素降解酶能力强的菌株,利用层析技术将木质素降解酶分离纯化,并进一步了解该酶的基本酶学性质和特性,用于蒽醌染料SN4R的脱色研究,同时考察了产漆酶白腐菌对造纸碱木素的脱色能力。 所试白腐菌在限氮条件下未发现有锰过氧化物酶和木素过氧化物酶的生成,主要产生的木质素降解酶为漆酶。其中产漆酶能力最强的是侧耳(Pleurotus ostreatus 324);次之为侧耳(Pleurotus ostreatus)青岛黑,杏鲍菇(Pleurotus eryngii),侧耳(Pleurotus ostreatus)5526;产漆酶能力较低的有香菇(Lentinus edodes9608),以及侧耳(Pleurotus ostreatus)中的792、G1、G5和鲍鱼菇;而杂色云芝(Polyporus versicolor),灰管层孔(Fomes lignosus),草菇(Votvariella volvcea)在此条件下不产漆酶。在富氮培养条件下,未发现有木质素过氧化物酶的生成,主要木质素降解酶为漆酶和锰过氧化物酶.在富氮培养条件下白腐菌产漆酶能力明显低于限氮条件下产漆酶能力,高浓度的氮对漆酶生产有抑制作用。 糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus 324)在限氮条件下产漆酶能力较强,本论文研究了该菌的产漆酶能力,并进行了酶学性质和应用性研究。白腐菌真菌Pleurotus ostreatus 324最佳产漆酶条件为:静置条件下培养,温度为30℃,培养基初始pH为5,叁角瓶装液量为20ml/250ml。在所有测试碳源中,纤维二糖、阿拉伯糖为最佳碳源;在氮源中,有机氮要优于无机氮,如蛋白胨、酵母膏、酒石酸铵、尿素都是漆酶生产的良好氮源,当培养基C/N>10:1即高碳低氮培养条件下,有利于漆酶的形成;产酶培养基中添加0.5mmol╲L浓度的不同金属离子,其中Ca~(2+),Ca~(2+)有助于漆酶的产生;添加诱导剂ABTS(0.5-1mM/L)对漆酶的活性影响最明显,与对照相比可提高漆酶酶活5倍,约为410 U/ml。该酶产量明显高于国内外同类文献报道,白腐菌Pleurotus ostreatus 324是漆酶的优良生产者,具有很高的实际应用价值。 白腐菌Pleurotus ostreatus 324漆酶,经叁步层析分离,纯化为电泳级,纯化倍数为26.5倍,回收率为38.3%。该漆酶单个亚基分子量为56.5kD,自然分子量为56kD。该酶在醋酸缓冲液中最适反应pH为3.5,最适反应温度为65℃,在醋酸缓冲液(pH5.0)中,反应温度低于50℃时,漆酶非常稳定;该漆酶能氧化ABTS和各种酚类化合物,尤其是对对位和邻位甲氧基取代酚的氧化能力强,羟基取代酚次之,而对氨基取代酚、阿魏酸和焦醅酚的氧化能力相对较弱;迭氮化钠对该漆酶有强烈的抑制作用。与其它真菌漆酶相比,无论是在分子量大小上,还是在酶学性质上都明显不同,可初步断定Pleurotus大连理工大学博士学位论文ostreatus 324漆酶为一新的真菌漆酶。 漆酶是一种含铜多酚氧化酶,可催化酚类化合物和芳香胺的氧化,在小分子介体物质存在下,漆酶氧化范围可进一步扩大。葱醒染料活性艳蓝SN4R可被该粗漆酶(30U/m1)直接脱色,脱色最佳pH值为4.0,40℃为最佳脱色温度,脱色时间为12小时,脱色率为55%,但酶活与染料脱色率不呈正比关系。经一系列SN4R脱色的对比实验,发现纯漆酶和小分子物质ABTS分别单独使用时,都不能使蕙醒染料SN4R脱色,当纯漆酶中添加小分子介体物质ABTS时,可使SN4R脱色;显然葱醒染料SN4R不是漆酶底物,小分子还原介体可介导漆酶与非酶底物染料之间的氧化作用,而使染料脱色。小分子介体物质ABTS、对一甲氧基酚、黎芦醇的添加,有助于染料脱色率的提高以及脱色时间的缩短,添加一定浓度的对一甲氧基酚或黎芦醇后,染料SN4RZ小时的脱色率可达8既以上。 白腐菌分泌胞外氧化酶一木素降解酶。这类氧化酶底物专一性不强,除降解木质素外还降解大量的芳香族污染物。首先观察了四种白腐菌Pleurotus eryng王i,PolyPorusversicolor,尸leurotus口streatus和Fomesl妙osus在限氮和富氮培养基中振荡培养产木素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶的能力,由于尸leurotus ostreatus和尸leurotus eryng王i产酶能力较强,用于碱木素的降解脱色效果较好,二者在限氮条件下n天对碱木素降解脱色率为65%和72%。对于Pleurotus ostreatus犯4来说,0.69/L CaZ+有助于该菌体生物量的增加,对其产酶影响不明显;10mg/L Mn2+有助于该菌锰过氧化物酶活性的提高;smg/L Cu2+可显着提高该菌产漆酶能力,10天可使碱木素的降解脱色率达到90%。

王力生, 程建波, 朱洪龙, 蔡海莹, 方飞[2]2012年在《Mn~(2+)对白腐菌发酵油菜秸秆木质纤维素酶活性及组织结构的影响》文中研究说明白腐菌对木质素有很强的降解能力。本研究选择白腐菌(Pleurotus ostreatu)WY01于限氮培养基添加不同水平Mn2+固态发酵油菜(Brassica campestris L.)秸秆,实验分为对照组(SMc)、实验1组(SM1)和实验2组(SM2)(Mn2+浓度分别为0、0.6和1.2mmol/L),于28℃恒温培养,静止发酵40d。结果表明,漆酶(Lacs)和锰依过氧化物酶(MnPs)活性SM1极显着高于其它两组(P<0.01),峰值分别在第6天211.11U/g和第10天49U/g;Mn2+对木质素过氧化物酶(Lips)、纤维素酶(Cels)和半纤维素酶(Hcels)活性没有影响,且秸秆组织结构变化与相关纤维素酶活性具有一致性。电镜扫描显示,未经任何处理的油菜秸秆组织结构十分致密,细胞组织排列有序,经白腐菌WY01处理,第20天SMc油菜秸秆原来致密有序的组织遭到破坏,部分出现疏松的网状,SM1第20天油菜秸秆组织遭到破坏且局部出现坍塌现象,第40天纤维组织完全分解并粉化;SM2第20天秸秆组织也遭到不同程度的破坏,第40天纤维组织完全分解,但效果不及SM1。综合生物降解效果SM1>SM2>SMc。结果提示:Mn2+能够诱导并有利于白腐菌WY01对油菜秸秆的降解。本研究为油菜秸秆开发生物饲料提供依据。

陈庆[3]2016年在《白腐菌Pleurotus ostreatus BP3预处理促进麦秆酶解的机制研究》文中研究说明木质纤维素原料的复杂结构是限制纤维质乙醇转化效率最主要的限制因素。利用白腐菌预处理技术不仅可以显着降低生物质中的木质素含量,从而降低其酶解抗性,提高生物质利用效率,而且能耗低、环境友好。但是,白腐菌预处理增效酶解的作用机制还不明晰。本课题以高效预处理菌株Pleurotus ostreatus BP3为研究对象,建立了一种简单高效的预处理麦秆转化为乙醇的技术。在此基础上,利用多种仪器分析的手段来表征预处理过程中麦秆结构的变化,从而揭示白腐菌预处理改性木质素的机制以及促进酶解反应的作用机制。首先,研究发现向Pleurotus ostreatus BP3预处理麦秆体系中添加Mn~(2+)能显着提高生物预处理效率:添加0.0025mmol/g的Mn~(2+)进行生物预处理35天后,葡萄糖产量达到342.09mg/g麦秆,乙醇产量达到118.22mg/g麦秆。对不同预处理条件下的麦秆组分变化和葡萄糖转化率进行相关性分析,发现了酶解增效不仅与木质素降解相关,也与半纤维素的降解有一定相关性。进一步利用红外光谱、热裂解气质联用、核磁共振等表征手段对不同预处理条件下的麦秆木质纤维素和木质素及木质素-碳水化合物复合体(LCC)结构进行比较研究。结果表明,白腐菌生物预处理过程中,麦秆木质素发生脱甲基反应,导致S/G比例下降24.21%;木质素结构单元之间的连键(β-O-4,、β-β,、β-5,等)断裂,一些相对较难降解的C-C连键几乎被完全降解;同时苯环开环现象明显,使得木质素基本骨架破坏,空间网状结构解体;尤其重要的是阿魏酸作为连接半纤维素和木质素的主要成分,经白腐菌预处理后降低了61.36%,导致LCC结构的破坏。Mn~(2+)的添加进一步促进了上述结构的改变。木质素的降解和结构单元组成比例的改变,以及阿魏酸的降解导致麦秆LCC结构的解体是白腐菌预处理增效酶解的关键。最后研究了白腐菌预处理前后及添加Mn~(2+)后,麦秆木质纤维素结晶度、表面微观结构、孔径分布及比表面积、麦秆纤维素可及性的变化。结果表明白腐菌预处理导致麦秆中孔数量明显增多,比表面积增大了11.60%,纤维素可及性提高了14.98倍,与纤维素酶的吸附作用增强了3.33倍,Mn~(2+)的添加进一步促进了上述特征的变化。因此,白腐菌预处理通过破坏麦秆表面及内部结构,增大孔隙度和比表面积,极大程度地解除酶解抗性屏障,导致纤维素酶与底物的吸附作用明显增强,最终增效酶解。本论文揭示了麦秆木质素和LCC的生物降解和改性在增效酶解中的重要性及其作用机制,为发展生物乙醇提供了理论基础,对木质纤维素的生物炼制具有重要的指导意义。

王文峰[4]2016年在《白腐菌对多环芳烃和氯酚污染土壤生物修复研究》文中认为土壤与我们的生活息息相关,土壤的污染将会给人类和生态带来十分严重的后果。由于土壤中多孔性介质会使污染物富集、老化,导致局部污染物浓度升高,从而大大增加了其降解难度。为了降解土壤中有机污染物,缓解污染物给环境带来的巨大压力,本研究针对多环芳烃和氯酚两类有机污染物,建立了白腐菌对污染物的耐受性筛选体系和在土壤中的开放性筛选体系。在此基础上,从90株白腐菌中筛选获得2株高效土壤修复菌株Pleurotus sp.CQ3和Perenniporia sp.BL8,并研究了2株白腐菌对污染土壤的生物修复。经过耐受性筛选和开放性筛选,得到Pleurotus sp.CQ2、Perenniporia sp.BL8、Pleurotus sp.CQ3、unknown JI7、Xylaria sp.DD4、Xylaria sp.DE4和Xylaria sp.CA3等7株既对有机污染物有较强耐受力,又能在开放土壤中较好生长的白腐菌。其中Pleurotus sp.CQ3对污染物的综合耐受力因子为58.6%;Perenniporia sp.BL8对污染物的综合耐受力因子为77.1%。在进一步研究白腐菌对土壤污染物的生物修复效果中,发现Pleurotus sp.CQ3对土壤中污染物的降解速率最快,培养7 d后降解土壤菲达46.3%,降解2,4-二氯苯酚达99.9%。其次是Perenniporia sp.BL8,对菲和2,4-二氯苯酚的降解率分别为6.3%和94.2%。研究Pleurotus sp.CQ3和Perenniporia sp.BL8降解土壤污染物的影响因素,结果表明对于土壤中菲和2,4-二氯苯酚,Pleurotus sp.CQ3降解能力比Perenniporia sp.BL8强。Pleurotus sp.CQ3与Perenniporia sp.BL8在降解土壤中菲和2,4-二氯苯酚时,随着污染物浓度的增加,菲和2,4-二氯苯酚的降解率下降;随着培养时间的增加,菲和2,4-二氯苯酚的降解率逐渐升高;Pleurotus sp.CQ3随着接种量的增加,菲和2,4-二氯苯酚的降解率先增加后减小。Perenniporia sp.BL8随着接种量的增加,菲和2,4-二氯苯酚的降解率增加。当土壤中菲浓度为1.2 mg/g时,Pleurotus sp.CQ3和Perenniporia sp.BL8在培养20 d后,菲的降解率分别为27.5%和2.8%;当土壤中2,4-二氯苯酚浓度为1.2 mg/g时,Pleurotus sp.CQ3和Perenniporia sp.BL8在培养14 d后,2,4-二氯苯酚的降解率分别为97.2%和92.4%。

刘芳[5]2015年在《生物改性木质纤维素的热重分析和热解动力学研究》文中指出利用木屑、秸秆等木质纤维素原料热解转化为生物质能和生物基产品是生物炼制研究的发展方向。生物预处理能通过改性木质纤维素促进生物质热解,但改性木质纤维素的热解性质和热解动力学特征尚不清楚。本文在研究白腐菌Echinodontium taxodii 2538生物预处理对毛竹热解性质影响的基础上,拟通过酶-温和酸解木质素(EMAL)的热解参数来修饰平行叁组分模型,并将该修饰模型应用于白腐菌Pleurotus sp.CCD3改性麦秆木质纤维素热解动力学的研究,旨在系统阐明生物改性木质纤维素的热解动力学及预处理的影响机理。主要研究结论如下:1.利用热重分析研究了白腐菌Echinodontium taxodii 2538预处理对毛竹热解性质的影响。结果表明,白腐菌E.taxodii 2538能选择性降解和改性毛竹木质素组分,并降低毛竹提取物组分对热解的负面影响,从而有效促进毛竹热解。利用传统平行叁组分模型分析表明,预处理后毛竹木质纤维素最大热解速率的提升与木质素、半纤维素组分活化能的降低及纤维素组分的富集有关。2.利用酶-温和酸解法提取获得毛竹木质素,基于EMAL的热解动力学分析,建立了一个修饰平行叁组分模型。通过新模型分析发现,白腐菌E.taxodii 2538在预处理过程中将毛竹木质素中高活化能的难降解组分改性为低活化能的易降解组分,并通过去木质化提高毛竹纤维素组分含量,从而使热解更容易。与传统平行叁组分模型相比,修饰平行叁组分模型能更准确地预测生物预处理过程中去木质化程度,反映木质纤维素热解的真实规律。3.进一步采用修饰平行叁组分模型研究预处理条件对Pleurotus sp.CCD3改性麦秆木质纤维素热解动力学的影响。结果证明该模型具有广泛适用性。动力学分析表明,白腐菌Pleurotus sp.CCD3也可以通过改性木质素及富集纤维素来增强麦秆木质纤维素的热解,而预处理过程中添加Mn2+能进一步促进麦秆的去木质化和木质素改性,从而增强木质纤维素的热解效率。本文首次建立的修饰平行叁组分模型能够更加真实地反映木质纤维素热解的规律,系统阐明白腐菌改性木质纤维素的热解性质和动力学特征,可为生物预处理在生物质热解中的应用提供理论基础和科学依据。

陈敏, 郭倩, 姚善泾[6]2011年在《白腐菌Pleurotus eryngii-Co007产木质素降解酶条件的优化》文中指出木质素降解酶是参与降解木质素的酶类,广泛存在于白腐真菌中。为提高白腐菌Pleurotus eryngii-Co007的产木质素降解酶的活力,研究了该菌株的产酶曲线、发酵参数及培养基组分对其产木质素降解酶的影响。单因素试验结果表明该菌株发酵第8天时发酵液中木质素降解酶酶活最高;较优的发酵参数是pH 5.0~6.0、发酵温度25~27℃,接种量10%~15%,其中pH影响最显着;麦芽糖和有机氮源有利于木质素降解酶的表达。但考虑到酶表达的增加量和生产成本的经济性选择3%的葡萄糖、0.2%酵母粉和0.2%牛肉膏组合氮源;诱导剂中秸杆、Cu2+和吐温80诱导产酶效果明显。

张利萍[7]2007年在《白腐菌预处理对杨木生物化学制浆性能影响的研究》文中进行了进一步梳理本文以小黑杨和白腐菌菌株为供试材料,对白腐菌的培养与筛选做了初步研究,分析了不同白腐菌菌株产漆酶活力的差异,并筛选出产漆酶的菌株,摸索出白腐菌培养适宜方法。然后,将白腐菌接种到杨木试样上,通过测定白腐菌预处理前后杨木化学性质与纤维形态的变化,找到适合杨木生物化学制浆的白腐菌菌株和最佳的预处理时间,并在此处理条件下,将预处理前后的杨木进行化学制浆,测定白腐菌预处理前后,浆料的卡伯值、得率、残碱含量、粘度、打浆性能的变化,然后抄造成纸,测定纸张的物理性能指标。研究结果如下:1、采用Bavendamm方法筛选出固态培养条件下产漆酶的白腐菌菌株,分别为菌种P(脉射菌Phlebia radiata)、C(杂色云芝Polystictus versicolor)、CE(云芝Coriolusversicolor)、PE(佛罗里达侧耳Pleurotus florida)、PO(侧耳Pleurotus streatus)、L(香菇Lentinus edodes),只有S(裂褶菌Schizophyllum commune)没有显示产生漆酶。通过对液体培养基的碳源、氮源、pH值的初步筛选,摸索出这几株白腐菌基础培养基的最佳配方为:马铃薯200g/L,葡萄糖20g/L,蛋白胨5g/L,琼脂15~20g/L,KH_2PO_43.0g/L,MgSO_4 7H_2O1.5g/L,VB_1 0.01g/L。针对本实验的条件,综合考虑液体和固体培养的优势,最后,选择此培养基进行菌株培养。2、在整个处理时间内,不同菌株之间,对木素降解的程度由大到小为:菌株L(香菇Lentinus edodes)、CE(云芝Coriolus versicolor)、C(杂色云芝Polystictusversicolor)、P(脉射菌Phlebia radiata)、PE(佛罗里达侧耳Pleurotus florida)、PO(侧耳Pleurotus streatus);菌株L对综纤维素的降解程度最大,其次为菌株P、CE、PE、PO,菌株C的降解作用最小;经过菌株P预处理之后,聚戊糖含量的平均值最高,其次为CE、PO、C、PE、L;经过菌株C处理之后,1%NaOH抽出物含量最高,其它从高到低依次为CE、P、PE、L和PO,冷热水抽出物和1%NaOH抽出物含量的变化相似;经过菌株CE、C、P、PO、PE和L预处理后,灰分含量呈现从高到低排列。经过白腐菌预处理之后,杨木的化学成分在处理时间为0~20内变化平缓,20~30天内,变化最为剧烈,30~50内的变化逐渐加大。按照处理时间最少、木素降解效率最高、综纤维素降解最少的原则,选取了菌株C(杂色云芝Polystictus versicolor)、P(脉射菌Phlebia radiata)、L(香菇Lentinus edodes)、和PE(佛罗里达侧耳Pleurotus florida)作为下一阶段生物预处理菌株,30天为最佳预处理时间。3、经过菌株P(脉射菌Phlebia radiate)、PO侧耳(Pleurotus streatus)、和PE(佛罗里达侧耳(Pleurotus florida)预处理之后杨木的纤维长度下降的幅度比经过C(杂色云芝Polystictus versicolor)、CE(云芝Coriolus versicolor)、L(香菇Lentinus edodes)预处理后的大;经过菌株PO、P、C、CE处理后,杨木纤维的长宽比要比经过菌株L和PE处理后的大,且在0~20天内,长宽比的增加幅度在几株白腐菌之间比较接近;在20~40天内,菌株之间对杨木纤维长宽比的变化有了差异,且在变化幅度较大;在40~50天内,几株菌对长宽比的影响又趋向于一致与缓和。在整个处理时间段内,经过白腐菌预处理后,细胞腔径在增大、双壁厚在减小、壁腔比在降低。按照平均纤维长度长、长宽比大、壁腔比小的原则,选取菌株C(杂色云芝Polystictus versicolor)、P(脉射菌Phlebia radiate)、L(香菇Lentinus edodes)和PE(佛罗里达侧耳Pleurotus florida)作为下一步生物制浆的处理菌种,30天为最佳处理时间。4、通过L_9(3~4)正交试验,得到杨木硫酸盐蒽醌法进行制浆的最佳条件为:用碱量16%、硫化度24%、液比1:4.5、最高温度165℃、保温时间60min。5、与参照样相比,经过菌株C(Polystictus versicolor)、P(Phlebia radiata)、PE(Pleurotus florida)预处理之后,杨木浆料的卡伯值降低、得率增加、粘度增加、脱木素选择性增大;而经过菌株L(Lentinus edodes)预处理后,卡伯值提高、脱木素选择性增大,但是,粘度和得率却在下降。6、经过白腐菌处理之后,浆料打浆度比对照样要高,因此,在达到同样的打浆度时,可以达到节约能耗的目的。7、将抄造的纸张进行物理指标的测定,经过菌株P(Phlebia radiata)、C(Polystictusversicolor)、PE(Pleurotus florida)预处理后,纸张的撕裂指数和抗张指数都有不同程度的增加;但是经过菌株L(Lentinus edodes)预处理之后,纸张的撕裂指数和抗张指数都在下降;经过这四株白腐菌处理之后,纸张的耐折度和白度都在增加。

高大文, 梁红, 李保深, 陈军[8]2010年在《东北林区土着白腐菌Pleurotus ostreatus产漆酶培养基的优化》文中提出为提高东北土着白腐真菌的产酶能力,采用摇瓶试验对采自东北林区的白腐真菌Pleurotus ostreatus的产漆酶培养基进行优化,并与目前普遍采用的TK培养基进行对比.结果表明:最佳碳源为玉米粉,质量浓度为8g/L;最佳氮源为氯化铵,质量浓度为0.88g/L.在最佳培养基条件下,白腐真菌Pleurotus ostreatus的漆酶活力和生物量分别达149.45U/L和0.0452g(干重)/L.对比优化后的培养基和目前普遍采用的TK培养基的产漆酶活性,结果表明优化的培养基产漆酶活性是TK培养基的3倍.运用SPSS统计软件对各影响因素进行了差异显着性检验,发现白腐真菌Pleurotus ostreatus产漆酶的主要影响因子为碳源类型.试验证明优化后的培养基能明显促进白腐真菌产漆酶,而选取适合的碳源类型则是配制培养基的关键.

傅恺[9]2013年在《真菌漆酶高产菌株的发酵产酶及酶促降解有机染料的动力学研究》文中研究说明白腐菌是对木质素降解能力最强的木腐真菌,是目前已知的能在一定条件下将木质素彻底降解为CO2和H2O的唯一一类微生物。白腐菌分泌的木素降解酶主要包括木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶。其中漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,具有非常广泛的底物范围,可以催化氧化酚类和芳胺类化合物脱去羟基上的电子或质子,形成自由基,导致酚类及木素类化合物降解,同时分子氧被还原为水。在某些小分子化合物作为介体存在的条件下,漆酶还能够氧化非酚型木质素结构。近几年,随着研究的不断深入,白腐菌漆酶对木质素和与木质素结构相似的许多环境污染物的降解作用越来越受到科研工作者的关注,特别是在纸浆生物漂白、工业废水处理、有机染料脱色和高分子催化合成等方面,表现出了很大的研究价值和应用潜力。但是国内外至今还尚未有漆酶规模化生产的研究报道,漆酶的产量还远远不能满足上述工业应用的需要,并且价格比较昂贵。因此,目前需要解决的一个关键性问题是如何在控制成本的前提下提高漆酶的产量。白腐菌Panus conchatus(贝壳状革耳菌)是一种常见的可食用和药用的野生真菌,对木质素的降解具有较强的选择性。本研究将白腐菌P. conchatus漆酶的生产由实验室摇瓶培养扩大到7.5L机械搅拌式发酵罐中,并对搅拌转速、通气量、温度等影响液体深层发酵的关键因素进行了考察和优化。结果表明,麦麸和硫酸铜能够显着提高摇瓶发酵中白腐菌P. conchatus漆酶的产量,缩短发酵周期,发酵液中漆酶活力最高可达196.1U/mL。通气量、培养温度和搅拌转速对白腐菌P. conchatus在机械搅拌式发酵罐中的产酶效率影响较大,最佳发酵条件为通气量1.0vvm,温度30°C,转速300rpm,漆酶活力在发酵22d时达到最大值约200U/mL,保持了和摇瓶发酵相同的产酶水平。Logistic模型能够较为准确的描述和预测白腐菌P. conchatus产漆酶的动力学过程,酶活测定值与方程计算值的线性相关系数R2达到了0.95以上。将该漆酶用于芦苇浆的生物漂白,纸浆经漆酶/介体系统处理后,卡伯值降低,可漂性有所提高,有利于后续漂白工段对纸浆中残余木素的脱除,提高漂白浆的白度。以农业加工副产物和蔗渣酸法蒸煮废液为基础,研究用于白腐菌培养和漆酶生产的廉价原材料。结果表明,豆粕最适宜作为发酵底物进行漆酶的生产,液体培养基中漆酶最高活力达到476.7U/mL。木糖是蔗渣酸法蒸煮废水中最主要的单糖类物质,白腐菌Panus conchatus,Flammulina velutipes和Psathyrella candolleana都可在未经脱毒处理的废水制备的产酶培养基中生长,其中F. velutipes对废水毒性的抵抗力较强,其生物量和最高漆酶活力分别达到26.3g/L和200U/L。通过盐析、超滤、离子交换色谱和凝胶过滤色谱等方法,将白腐菌P. conchatus漆酶纯化至电泳纯级别,其比活力达到912.3U/mg,比原始粗酶液中漆酶比活力提高了6.77倍,总酶活得率为74.1%。该漆酶的分子量约为65kDa,纯化后漆酶显蓝色,其紫外可见光谱学特征表明该漆酶为典型的真菌漆酶。漆酶对底物ABTS的米氏常数Km为5.7μ2,最大反应速度Vmax为31.06mM/(QMR),最适反应温度和pH值分别为60oC和2.5,漆酶活性在4oC,pH8.0的环境中具有较好的稳定性,保存26d后,漆酶活力还能够保持为初始酶活的约97.9%。白腐菌P. conchatus漆酶可直接对蒽醌染料活性亮蓝RBBR和偶氮染料甲基橙进行脱色,粗酶液处理RBBR0.5h后,染料脱色率达到95.2%;处理甲基橙2h后,脱色率为84.1%。在介体HOBT存在的条件下,叁苯甲烷类染料酸性品红可被粗酶液在1h内完全脱色。白腐菌P. conchatus漆酶可有效降解蒽醌染料RBBR,反应条件为温度30°C,pH值4.0,RBBR初始浓度100mg/L,漆酶用量1U/mL时,反应15min后RBBR降解率即达到90%以上。根据降解过程中RBBR降解率与时间、温度、染料浓度以及漆酶用量等的关系,建立了白腐菌P. conchatus漆酶降解RBBR的酶促反应经验模型,该模型对RBBR降解率的预测值与实验实测值具有较好的线性关系,相关系数R2为0.97,能够较为准确的描述和预测漆酶降解RBBR的动力学过程。漆酶/介体系统可有效降解叁苯甲烷类染料酸性品红,反应条件为温度30°C,pH值4.0,酸性品红初始浓度100mg/L,漆酶用量2U/mL,介体HOBT浓度0.05%(w/v)时,反应40min后酸性品红降解率即达到90%以上。根据降解过程中酶促反应速率与时间、温度、染料浓度以及漆酶和介体用量等的关系,建立了白腐菌P. conchatus漆酶降解染料的动力学数学模型,并利用该模型详细研究和考察了漆酶降解染料过程中各反应条件对酶促反应速率的影响。自制了一种新型气升式生物反应器,该系统可有效进行白腐菌P. conchatus漆酶对多批次染料的连续降解,并通过流动管路利用连续光谱法建立了在线实时监测反应器中染料降解过程的方法。根据多批次RBBR和酸性品红降解过程中染料降解率与时间、反应批次数等的关系,建立了白腐菌P. conchatus漆酶连续降解多批次染料的动力学数学模型,该模型对RBBR和酸性品红降解率的预测值与实验实测值具有较好的线性关系,相关系数R2都能达到0.999以上,能够较为准确的描述和预测漆酶连续降解多批次染料的动力学过程。利用该模型研究和考察了多批次染料连续降解过程中漆酶的重复利用对酶促反应速率的影响,结果表明,漆酶连续降解多批次染料的反应初速度与反应批次数呈线性关系,反应初速度随反应批次的增加有所降低,但是反应初速度下降较慢,表明处理过程中白腐菌P. conchatus漆酶具有较好的稳定性。

侯红漫, 蒋姣姣[10]2003年在《白腐菌Pleurotus ostreatus漆酶的生产及其最佳诱导条件》文中认为漆酶可催化酚类化合物和芳香胺的氧化,在小分子介体物质存在下,漆酶氧化范围可进一步扩大。白腐菌Pleurotusostreatus3.42产漆酶能力强,可成为工业用漆酶的重要生产者。研究结果表明,其在静止培养条件下,菌体生长及产漆酶能力都优于摇床培养,同时限氮培养也利于漆酶的生产。在所选的碳氮源中,纤维素和酪蛋白为最佳碳氮源。在诱导剂中ABTS诱导效果最佳,添加后漆酶酶活可达1000U/mL。

参考文献:

[1]. 白腐菌Pleurotus ostreatus漆酶及对蒽醌染料和碱木素脱色的研究[D]. 侯红漫. 大连理工大学. 2003

[2]. Mn~(2+)对白腐菌发酵油菜秸秆木质纤维素酶活性及组织结构的影响[J]. 王力生, 程建波, 朱洪龙, 蔡海莹, 方飞. 农业生物技术学报. 2012

[3]. 白腐菌Pleurotus ostreatus BP3预处理促进麦秆酶解的机制研究[D]. 陈庆. 华中科技大学. 2016

[4]. 白腐菌对多环芳烃和氯酚污染土壤生物修复研究[D]. 王文峰. 华中科技大学. 2016

[5]. 生物改性木质纤维素的热重分析和热解动力学研究[D]. 刘芳. 华中科技大学. 2015

[6]. 白腐菌Pleurotus eryngii-Co007产木质素降解酶条件的优化[J]. 陈敏, 郭倩, 姚善泾. 食品与发酵工业. 2011

[7]. 白腐菌预处理对杨木生物化学制浆性能影响的研究[D]. 张利萍. 安徽农业大学. 2007

[8]. 东北林区土着白腐菌Pleurotus ostreatus产漆酶培养基的优化[J]. 高大文, 梁红, 李保深, 陈军. 哈尔滨工业大学学报. 2010

[9]. 真菌漆酶高产菌株的发酵产酶及酶促降解有机染料的动力学研究[D]. 傅恺. 华南理工大学. 2013

[10]. 白腐菌Pleurotus ostreatus漆酶的生产及其最佳诱导条件[J]. 侯红漫, 蒋姣姣. 大连轻工业学院学报. 2003

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

白腐菌Pleurotus ostreatus漆酶及对蒽醌染料和碱木素脱色的研究
下载Doc文档

猜你喜欢