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白腐菌Ganoderma lucidum漆酶对合成染料脱色降解的研究

作　者: 刘强
导　师: 张庆庆; 赵世光
学　校: 安徽工程大学
专　业: 微生物学
关键词: 白腐菌漆酶合成染料脱色条件优化响应面法固定化
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

我国是纺织业大国,印染废水量大,对环境造成了严重污染,常规水污染处理技术不能很好的解决此类问题,随着生物科学的迅速发展,生物酶法处理印染废水已呈现出良好的发展前景。漆酶是一种多功能氧化还原酶,能够催化多种化合物的氧化反应,具有广泛的作用底物,在许多领域都有广泛应用,尤其在废水处理方面具有独特优势。不同来源的漆酶对染料降解能力也不同,本论文针对漆酶对染料的独特降解作用,研究了白腐菌G. lucidum发酵所产粗漆酶对不同结构合成染料(偶氮、酞菁)的降解作用,同时对该漆酶进行了固定化研究,探索了固定化酶性质及脱色能力。得到如下结论：(1) G. lucidum漆酶对单偶氮染料的脱色利用G. lucidum漆酶对五种单偶氮染料进行脱色,比较了漆酶、漆酶/介体系统对染料的脱色效果,在无介体条件下对活性艳红M-8B进行脱色条件的优化,研究得出活性艳红M-8B最佳脱色条件为：100mg/L染料初始浓度、2.5U/mL漆酶用量、15mmol/L铜离子、pH=3.5、温度40℃。(2) G. lucidum漆酶对双偶氮染料的脱色比较G. lucidum漆酶在漆酶、漆酶/介体系统中对四种双偶氮染料的脱色效果,选定活性黑5为研究对象,在不添加介体情况下进行脱色条件优化,研究得出活性黑5的最佳脱色条件,即25mg/L染料初始浓度、2.0U/mL漆酶用量、40mmol/L铜离子、pH6.0、40℃。在该条件下,24h即可完成90%左右的脱色效果(3) G. lucidum漆酶对三偶氮染料的脱色以直接耐晒蓝B2RL为对象,研究了G. lucidum漆酶对直接耐晒蓝B2RL的脱色效果,在无介体情况下,利用单因素逐一优化得出直接耐晒蓝B2RL最佳脱色条件为：加酶量2U/mL,染料浓度150mg/L,温度50℃,pH值=7.0。(4) G. lucidum漆酶对酞菁染料的脱色利用G. lucidum漆酶对三种酞菁类染料进行脱色处理,选择直接耐晒翠蓝GL进行脱色条件优化,在无介体反应体系中,根据单因素实验结果,以脱色率为响应指标,通过4因素3水平的响应面分析对脱色条件进行了优化,得到最佳脱色条件为：染料浓度190mg/L,加酶量1.4U/mL, pH=4.8和温度39℃。(5) G. lucidum漆酶的固定化研究选取海藻酸钠固定化漆酶法(包埋法)、壳聚糖-戊二醛固定化漆酶法(吸附-交联法)以及海藻酸钠-壳聚糖固定化漆酶法(包埋-交联法)三种方法对G lucidum漆酶进行固定化,以固定化酶酶活为指标,得出海藻酸钠-壳聚糖固定化漆酶法为最佳固定化方法,采用响应面法对固定化条件进行优化,得出最佳固定化条件为：壳聚糖质量浓度0.035g/mL、加酶量1.6mL、海藻酸钠质量浓度0.06g/mL、CaCl2质量浓度0.03g/mL、戊二醛质量浓度0.025g/mL。(6)固定化酶性质研究对固定化漆酶酶学性质进行研究,得出固定化漆酶最适pH值为4.0、最适温度为40℃、具有良好的储存稳定性和可重复利用性。(7)固定化酶对染料的脱色利用固定化漆酶对四种合成染料进行脱色处理,得到较好的脱色效果,并可对染料反复脱色,提高了漆酶的使用效率。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-14
第一章绪论  14-27
  1.1 白腐菌概况  14-15
  1.2 漆酶  15-19
    1.2.1 漆酶的来源及分布  15
    1.2.2 漆酶结构及特征  15-17
    1.2.3 漆酶的理化性质及催化机理  17-19
  1.3 漆酶的应用  19-23
    1.3.1 环境保护  19-20
    1.3.2 生物检测  20-21
    1.3.3 造纸工业  21
    1.3.4 食品工业  21-22
    1.3.5 其他领域  22-23
  1.4 染料概况  23
  1.5 漆酶的固定化  23-25
    1.5.1 固定化方法  24-25
    1.5.2 固定化常用载体材料  25
  1.6 选题意义  25-26
  1.7 本论文主要研究内容  26-27
第二章 G.lucidum漆酶对单偶氮染料的脱色性能  27-42
  2.0 引言  27
  2.1 实验材料与仪器  27-28
    2.1.1 菌种  27
    2.1.2 培养基  27
    2.1.3 染料  27-28
    2.1.4 主要仪器与设备  28
    2.1.5 主要试剂  28
  2.2 实验方法  28-30
    2.2.1 G. lucidum培养条件  28
    2.2.2 漆酶粗酶液制备  28-29
    2.2.3 漆酶活性测定  29
    2.2.4 吸光度与染料浓度的线性范围  29
    2.2.5 漆酶染料共反应体系脱色处理方法  29
    2.2.6 脱色率计算  29
    2.2.7 脱色液吸收光谱检测  29-30
  2.3 结果与讨论  30-41
    2.3.1 漆酶对多种单偶氮染料的脱色效果及染料的选择  30-32
    2.3.2 漆酶对活性艳红M-8B脱色性能的研究  32-41
  2.4 小结  41-42
第三章 G. lucidum漆酶对双偶氮染料的脱色性能  42-54
  3.0 引言  42
  3.1 实验材料与仪器  42-43
    3.1.1 菌种  42
    3.1.2 培养基  42
    3.1.3 染料  42
    3.1.4 主要仪器与设备  42
    3.1.5 主要试剂  42-43
  3.2 实验方法  43
  3.3 结果与讨论  43-51
    3.3.1 漆酶对多种双偶氮染料的脱色效果及染料的选择  43-44
    3.3.2 漆酶对双偶氮染料活性黑5脱色性能的研究  44-51
  3.4 小结  51-54
第四章 G. lucidum漆酶对三偶氮染料的脱色性能  54-65
  4.0 引言  54
  4.1 实验材料与仪器  54-55
    4.1.1 菌种  54
    4.1.2 培养基  54
    4.1.3 染料  54
    4.1.4 主要仪器与设备  54
    4.1.5 主要试剂  54-55
  4.2 实验方法  55
  4.3 结果与讨论  55-63
    4.3.1 漆酶对三偶氮染料的脱色效果  55-56
    4.3.2 漆酶对三偶氮染料直接耐晒蓝B2RL脱色性能的研究  56-63
  4.4 小结  63-65
第五章 G.lucidum漆酶对酞菁染料的脱色性能  65-85
  5.0 引言  65
  5.1 实验材料与仪器  65-66
    5.1.1 菌种  65
    5.1.2 培养基  65
    5.1.3 染料  65
    5.1.4 主要仪器与设备  65-66
    5.1.5 主要试剂  66
  5.2 实验方法  66
  5.3 结果与讨论  66-82
    5.3.1 漆酶对多种酞菁类染料的脱色效果及染料的选择  66-67
    5.3.2 漆酶对酞菁染料直接耐晒翠蓝GL脱色性能的研究  67-73
    5.3.3 响应面分析法优化直接耐晒翠蓝GL脱色条件  73-79
    5.3.4 静置和震荡状态下漆酶催化直接耐晒翠蓝GL的脱色性能  79-81
    5.3.5 紫外-可见吸收光谱分析及脱色机理初探  81-82
  5.4 小结  82-85
第六章 G. lucidum漆酶的固定化及其对染料的脱色  85-101
  6.0 引言  85
  6.1 实验材料  85-87
    6.1.1 主要仪器设备  85-86
    6.1.2 主要试剂  86-87
  6.2 实验方法  87-89
    6.2.1 漆酶固定化方法  87
    6.2.2 固定化漆酶活力测定方法  87-88
    6.2.3 固定化漆酶的性质  88
    6.2.4 固定化漆酶-染料脱色反应  88-89
  6.3 结果与讨论  89-99
    6.3.1 最佳固定化方法的选择  89-90
    6.3.2 海藻酸钠-壳聚糖固定化漆酶的条件优化  90-95
    6.3.3 海藻酸钠-壳聚糖固定化漆酶的酶学性质  95-98
    6.3.4 固定化漆酶对染料的脱色性能  98-99
  6.4 小结  99-101
第七章结论与展望  101-104
  7.1 结论  101-102
  7.2 展望  102-104
参考文献  104-112
攻读硕士学位期间所发表的论文  112-113
致谢  113-114

白腐菌Ganoderma lucidum漆酶对合成染料脱色降解的研究

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