黄孢原毛平革菌产酶策略优化及应用木质素降解酶的试验研究

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白腐真菌分泌的木质素降解酶对许多复杂的难降解有机污染物具有良好的降解效果,在环境工程等领域具有广阔的应用前景。白腐真菌的培养是利用白腐真菌,获取木质素降解酶的关键。本研究选取白腐真菌的典型菌种黄孢原毛平革菌为研究对象,以获取高活性的木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)为主要目的,考察了影响其发酵产酶的8个关键因素,包括氮源、葡萄糖补加、吐温-80、黎芦醇、避光、酵母浸粉、温度、Mn2+浓度,通过二水平七因素的正交试验找出了各因素的最佳水平。研究结果表明:各因素对LiP的酶活峰值没有显著影响,对MnP酶活峰值影响最显著的因素是补加葡萄糖、VA添加时间和Mn2+。在最佳培养条件下得到LiP的最大酶活1350.2U/L,MnP的最大酶活753.6U/L。此外,考察了各因素对初次出现酶活时间、酶活出峰时间、酶活持续时间的影响。LiP的酶活出现时间和出峰时间总体晚于MnP,但酶活持续时间较长。  LiP和MnP的应用领域不断扩展。本研究选取的降解对象是较为常见的抗生素氯霉素(CAP)和强力霉素(DC),这两种药品残留在环境中会对生态和人体健康造成相当大的副作用。本研究利用培养黄孢原毛平革菌得到的粗酶液降解氯霉素和强力霉素纯溶液。研究发现,LiP对氯霉素几乎没有作用,对强力霉素降解效果显著,可在5min内将50mg/L的强力霉素降至检测限以下。MnP对氯霉素作用微弱,对强力霉素有一定的作用,强力霉素浓度在10-45mg/L之间时,MnP对其降解率大约在20-31%。MnP对低浓度的CAP降解效果略好于高浓度,对高浓度DC的降解效果反而略好于低浓度。降解体系中没有H2O2的活性酶几乎对底物不起作用,失活的酶对底物也不起作用。降解过程中分阶段补加H2O2可以有效提高降解率,但补加效果递减,很难使降解率较低的样品降解完全。
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