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蜜环菌产漆酶发酵条件优化及其对环境污染物的降解作用研究

作　者: 秦仁炳
导　师: 朱显峰
学　校: 河南大学
专　业: 微生物学
关键词: 漆酶蜜环菌蒽醌类染料酚类降解
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

蜜环菌（Amillariella mellea）是重要的药食兼用真菌，在次级生长代谢阶段能合成一定量的胞外漆酶，漆酶能对木质素及其类似物等环境污染物进行降解在环保中具有重要意义。1.本文对蜜环菌产漆酶的发酵条件作了研究。结果表明摇瓶实验产漆酶的最佳培养基成分为(L^-1)：玉米粉30g，豆粕12g，微量元素混合液40ml，C/N2.5，吐温801g，木屑0.01g，CuSO₄·5H₂O0.05mmol。最佳发酵条件为培养基初始pH5.0，培养基装量为250ml三角瓶中35ml培养液，25℃条件下振荡培养（180rpm）18d。2.利用蜜环菌发酵所得的漆酶，直接对印染工业中常见的两种蒽醌类染料活性艳蓝KN-R和活性艳蓝X-BR进行催化脱色实验，得出了最佳脱色条件。结果表明，活性艳蓝KN-R最适脱色温度为30℃，最适染料浓度为80mg·L^-1，最适酶量为0.25U·mL^-1，最适pH值为5，在最优条件下活性艳蓝KN-R最高脱色率达90%以上。活性艳蓝X-BR的最适脱色温度为30℃，最适染料浓度为50mg·L^-1，最适酶量为0.5U·mL^-1，最适pH值为4，在最优条件下活性艳蓝X-BR最高脱色率达70%以上。本研究利用蜜环菌粗漆酶液直接对印染工业中常见蒽醌类染料进行脱色，结果表明蜜环菌粗漆酶液具有良好的脱色效果，说明蜜环菌漆酶在印染工业染料废水脱色方面具有潜在的应用价值，这将在真菌漆酶在染料废水治理、环境保护等方面具有重要意义。3.利用蜜环菌发酵所得的漆酶粗酶液直接对两种氯酚类污染物2,4-二氯酚（2,4-DCP）和2-氯酚（2-CP）进行催化降解实验，探讨了反应时间、pH值、反应温度、氯酚浓度、以及漆酶酶量对其降解效果的影响得出了最适降解条件并对及降解动力学进行分析。结果表明，在适宜的条件下，漆酶粗酶液可有效降解2,4-DCP和2-CP且蜜环菌漆酶催化降解2,4-DCP的能力较强，2,4-DCP最适降解温度为40℃，最适浓度为75mg·L^-1，最适酶量为0.1U·mL^-1，最适pH值为6.5，在最优条件下反应10个小时2,4-DCP最高降解率可达97%以上。2-CP最适降解温度为50℃，最适浓度为100mg·L^-1，最适酶量为0.1U·mL^-1，最适pH值为6，在最优条件下反应10个小时2-CP最高降解率高达93%以上。蜜环菌漆酶粗酶液对2,4-DCP和2-CP的降解反应符合一级动力学特征。4.利用蜜环菌发酵所得的漆酶粗酶液直接对两种甲酚类污染物间甲酚和邻甲酚进行催化降解实验，探讨了反应时间、pH值、反应温度、氯酚浓度、以及漆酶酶量对其降解效果的影响得出了最适降解条件并对及降解动力学进行分析。结果表明，在适宜的条件下，漆酶粗酶液可有效降解间甲酚和邻甲酚，间甲酚温度为40℃，浓度为100mg·L^-1，酶活为0.15U·mL^-1，pH值为5.0的条件下作用5h，降解率高达为99%。邻甲酚在温度为50℃，浓度为50mg·L^-1，酶量为0.1U·mL^-1，pH值为6的条件下作用2h，降解率高达99%以上。蜜环菌漆酶粗酶液对间甲酚和邻甲酚的降解反应符合一级动力学特征。结果表明蜜环菌粗漆酶液能有效转化酚类化合物，说明该酶在酚类污染物治理和环境保护等方面有潜在应用价值。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
1. 前言  11-23
  1.1 漆酶的结构与性质  11-13
    1.1.1 漆酶的结构  11-12
    1.1.2 漆酶的性质  12-13
  1.2 漆酶的作用底物  13-14
  1.3 漆酶的催化反应机理  14-15
  1.4 漆酶的测定方法  15-16
  1.5 真菌漆酶的生产  16-17
  1.6 漆酶的应用  17-21
    1.6.1 食品工业  18
    1.6.2 造纸工业  18-19
    1.6.3 染料脱色  19
    1.6.4 环境保护  19-20
    1.6.5 医药方面  20
    1.6.6 其他方面  20-21
  1.7 本课题的研究内容和意义  21-23
2 蜜环菌产漆酶的发酵条件研究  23-33
  2.1 材料和方法  23-24
    2.1.1 菌种与试剂  23
    2.1.2 培养基  23
    2.1.3 培养条件  23-24
    2.1.4 粗酶液的的制备  24
    2.1.5 漆酶酶活的测定  24
  2.2 结果与分析  24-31
    2.2.1 蜜环菌的生长曲线和产酶曲线  24
    2.2.2 培养条件对蜜环菌产漆酶的影响  24-31
  2.3 结论  31-33
3. 蜜环菌漆酶对蒽醌类染料的脱色条件优化  33-39
  3.1 材料与方法  33-34
    3.1.1 菌株与试剂  33
    3.1.2 培养基  33
    3.1.3 粗酶液的的制备  33
    3.1.4 漆酶酶活的测定  33-34
    3.1.5 活性艳蓝 KN-R 和活性艳蓝 X-BR 吸收光谱的测定  34
    3.1.6 染料脱色方法  34
  3.2 结果与分析  34-38
    3.2.1 时间对脱色率的影响  34-35
    3.2.2 温度对脱色率的影响  35-36
    3.2.3 pH 值对脱色的影响  36
    3.2.4 染料浓度对脱色的影响  36-37
    3.2.5 酶量对脱色的影响  37-38
    3.2.6 最优条件下脱色效果  38
  3.3 结论  38-39
4 蜜环菌漆酶对氯酚类污染物催化降解条件优化  39-47
  4.1 材料与方法  39-40
    4.1.1 菌株与试剂  39
    4.1.2 粗酶液的的制备  39
    4.1.3 漆酶酶活的测定  39
    4.1.4 氯酚降解实验  39-40
  4.2 结果与分析  40-45
    4.2.1 氯酚的标准曲线及回归方程  40
    4.2.2 时间对蜜环菌漆酶降解氯酚的影响  40-41
    4.2.3 温度对蜜环菌漆酶降解氯酚的影响  41-42
    4.2.4 pH 值对蜜环菌漆酶降解氯酚的影响  42
    4.2.5 氯酚初始浓度对蜜环菌漆酶降解氯酚的影响  42-43
    4.2.6 酶量对蜜环菌漆酶降解氯酚的影响  43
    4.2.7 最优反应条件下蜜环菌漆酶催化氯酚的降解效果  43-44
    4.2.8 最优反应条件下蜜环菌漆酶催化氯酚的动力学分析  44-45
  4.3 结论  45-47
5 蜜环菌漆酶对甲酚类污染物催化降解条件优化  47-55
  5.1 材料与方法  47
    5.1.1 菌株与试剂  47
    5.1.2 粗酶液的的制备  47
    5.1.3 漆酶酶活的测定  47
    5.1.4 甲酚降解实验  47
  5.2 结果与分析  47-54
    5.2.1 甲酚的标准曲线及回归方程  47-48
    5.2.2 时间对蜜环菌漆酶降解甲酚的影响  48-49
    5.2.3 温度对蜜环菌漆酶降解甲酚的影响  49-50
    5.2.4 pH 值对蜜环菌漆酶降解甲酚的影响  50-51
    5.2.5 甲酚初始浓度对蜜环菌漆酶降解甲酚的影响  51
    5.2.6 酶量对蜜环菌漆酶降解甲酚的影响  51-52
    5.2.7 最优反应条件下蜜环菌漆酶催化甲酚的降解效果  52-53
    5.2.8 最优反应条件下蜜环菌漆酶催化甲酚的动力学分析  53-54
  5.3 结论  54-55
参考文献  55-61
致谢  61-63
攻读学位期间发表的学术论文目录  63-64

蜜环菌产漆酶发酵条件优化及其对环境污染物的降解作用研究

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