东北土著白腐真菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水的可行性探讨

青顶拟多孔菌是一种可以降解木质素的白腐真菌,也是具有较高的产漆酶能力的生产者.选择青顶拟多孔菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水,于液体培养青顶拟多孔菌中的锥形瓶中添加不同体积的废水,考察其对不同稀释比玉米秸秆纤维素乙醇废水的处理效果,并通过研究废水投加时间的调控,获得具有高木质素降解率且相对最短降解时间的工艺条件.结果表明:青顶拟多孔菌可从废水中去除50%以上的COD_Cr和23.8%的木质素.对不同稀释比例（1%~20%）玉米秸秆纤维素乙醇废水中木质素具有较好的去除效果,其中稀释6%废水的体系中降解木质素效果最好,在第10天木质素降解率达到73.5%.不同废水投加时间对青顶拟多孔菌处理稀释20%废水体系中木质素的降解效果影响较大,第5天投加废水可获得理想的木质素降解效果,在试验进行的第19天降解率达到68.4%;在投加废水时间不同的情况下,经青顶拟多孔菌处理后的各体系中BOD₅/COD_Cr均有所提升,并且都提升至0.58以上,其中第9天投加废水体系经处理后BOD₅/COD_Cr最大,达到0.64.研究结果可为青顶拟多孔菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水的实际应用提供参考.      

不同白腐真菌复配方式对产酶的影响

通过对1株和由多株白腐真菌复配共同参与下的复合菌产酶量和达到最高酶活所需时间进行比较,筛选出白腐真菌最佳产酶的复配方式.结果表明,青顶拟多孔菌和糙皮侧耳菌两株菌相互发生协同作用,促进漆酶的分泌,产酶量为50.45U·mL-1;青顶拟多孔菌、糙皮侧耳菌和偏肿拟栓菌这3株菌在分泌过程中促进作用大于抑制作用,产酶量最高为75.98U·mL-1;青顶拟多孔菌、糙皮侧耳菌和血红密孔菌三者相互之间出现拮抗作用,产酶量最低为2.91 U·mL-1;实验证明,在白腐真菌之间既存在拮抗作用,也存在协同作用,因此达到最高酶活所用时间也不同.     

栗褐链霉菌Streptomyces badius对木质纤维素的降解研究

在液态培养条件下,研究了不同外加碳氮源对栗褐链霉菌Streptomycesbadius降解木质纤维素过程中过氧化物酶活性及木质素降解中间产物——可酸沉淀的多聚木质素APPL产量的影响,并考察了培养前后木质素、纤维素和半纤维素3种组分的绝对量变化。结果表明,外加氮源-酵母膏对过氧化酶及APPL的产生具有显著的促进作用,而外加氮源-氯化铵和碳源-葡萄糖对二者都具有一定的抑制作用。同时,外加氮源-酵母膏促进木质素的降解,而氮源-氯化铵和碳源-葡萄糖抑制木质素的降解。     

正交实验选择嗜碱细菌降解木质素的最优综合培养条件

在复合碳源的碱性液体培养条件下(pH≈10.5),用正交实验法对影响嗜碱木质素降解细菌6号菌株降解木质素的7种单因素培养条件进行了优化.结果表明,第1碳源用量等单因素在不同程度上对6号菌株产生的木质素降解酶Laccase和MnP以及木质素降解率都有一定促进作用.正交实验表明,其中第1碳源用量和T-80用量是显著性的影响因素,7种单因素的最佳综合水平为:37℃静置培养10d、第1碳源(蔗糖)1g/L、氮源NH₄NO₃1.2g/L、培养基70ml/250ml锥形瓶、初始pH值10.6和第2碳源接种后第4d加入、添加0.3%的表面活性剂T-80.     

简青霉Penicillium simplicissimum木质素降解能力

从土壤中分离得到一株真菌经鉴定为简青霉Penicillium simplicissimum,将该菌用于木质素类化合物利用、染料脱色、天然木素降解及产酶特性等研究,充分证实该菌具有木质素降解能力.简青霉降解木质素是木质素过氧化物酶(LiP)、漆酶(Lac)和木聚糖酶共同作用的结果,降解主要发生在LiP与木聚糖酶活高产的初级代谢阶段,与白腐真菌表现出不同的作用机制.25d培养可使稻草木质素绝对量损失0.23g,降解率达14.94%,同时纤维素、半纤维素也有较高程度的降解.而pH值、Cu²⁺和Mn²⁺浓度对木质素的降解有较大影响.     

微波辅助酸预处理玉米秸秆水解条件研究

玉米秸秆由叶子、皮和髓组成, 这些组分含有不同的纤维素、半纤维素和木质素, 因而可以成为生产燃料乙醇的原料. 采用微波辅助的酸水解来脱除与纤维素和木质素紧密结合的半纤维素, 使得纤维素结构发生变化有利于后续酶解是值得探讨的. 本研究通过将玉米秸秆叶子、皮和髓分离, 分别对它们进行了微波(2450MHz, 1000W)酸预处理, 确定了玉米秸秆不同部分的最优水解条件, 并对其进行了生产燃料乙醇的潜力对比, 以选出最适合做燃料酒精原料的部分. 同时, 在实验中, 选取硫酸浓度、温度、处理时间、料水质量体积比及搅拌速度5个因素分别进行单因素试验和正交试验. 结果表明, 5个因素对微波酸预处理玉米秸秆叶子的影响顺序依次为: 硫酸浓度>温度>料水质量体积比>时间>搅拌速度, 最佳条件是硫酸浓度5.0%, 温度75 ℃, 时间30min, 料水质量体积比1∶15, 搅拌速度800 r·min-1; 对玉米秸秆髓的影响顺序依次为: 硫酸浓度>搅拌速度>预处理时间>料水质量体积比>预处理温度, 最佳条件是硫酸浓度4.0%, 温度75 ℃, 时间25min, 料水质量体积比1∶20, 搅拌速度1000 r·min-1; 对玉米秸秆皮的影响顺序依次为: 硫酸浓度>预处理时间>料水质量体积比>预处理温度>搅拌速度, 最佳条件是硫酸浓度9.0%, 温度72 ℃, 时间30min, 料水质量体积比1∶17.1, 搅拌速度2000 r·min-1. 通过实验可以进一步得出, 玉米秸秆叶子和髓更适合用于生产燃料乙醇. 该研究结果对玉米秸秆的燃料化利用有一定的指导意义.     

不同共代谢基质对白腐菌降解吲哚的作用研究

选用氨氮、苯酚和喹啉作为吲哚的共代谢基质,通过白腐菌BP对共基质体系的降解研究了白腐菌在秸秆滤出液培养基中对不同共基质体系的代谢过程,并进行了动力学分析,考察了不同共代谢基质物质对白腐菌漆酶分泌和吲哚降解的影响.结果显示,不同降解体系中的白腐菌都可去除99%以上的吲哚.充分的氮源可提高白腐菌的活性和漆酶酶活的峰值;共基质苯酚和喹啉可以增加白腐菌漆酶产量,为吲哚的降解提供较多的电子,同时苯酚和喹啉也能得到较高的去除.在秸秆滤出液中,白腐菌在pH为6～8之间对吲哚都具有较强的降解能力.吲哚在白腐菌的代谢过程中,可能首先在吡啶环的2和3位发生一步羰基化.     

白腐菌对焦化废水中喹啉的降解及机理研究

选用白腐菌BP降解喹啉,研究了白腐菌在不同培养基中对喹啉的降解过程和机理,以及喹啉的降解与白腐菌漆酶活力、生物量比增长速率、培养基pH值的关系。结果显示秸秆滤出液培养基中生长的白腐菌对喹啉具有最高的去除率89%;喹啉的相对去除率与白腐菌漆酶活力、生物量比增长速率具有较好的相关性;白腐菌BP最适pH为6~7;2-羟基喹啉是喹啉降解过程中首先出现的中间产物。     

嗜乳品废水絮凝剂产生菌的筛选及其培养优化

该试验筛选能够利用廉价的乳品废水作为部分替代碳源的高效耐碱型微生物絮凝剂产生菌群。试验采用常规筛选方法,用盐碱地土壤平板划线。从平板上挑取粘性大的菌落接到相应的液体培养基中,摇振荡培养72 h后用高岭土悬浊液测定微生物产生絮凝剂的絮凝活性。最终选出高效微生物絮凝剂产生菌群。将培养基中的商业碳源变换为其他不同类型的商业碳源以及不同浓度的乳品废水,用控制变量法优化其它他产絮条件,最终得出复合菌群的最佳产絮条件:乳品废水的浓度为900 mg/L、最佳乙醇添加比为2%、最佳氮源为蛋白胨、最佳阳离子为Na_2SO_4、最佳初始p H值为11、最佳培养温度为30℃、最佳摇床速度为160 r/min,以及最佳接种量为2%。在最佳产絮条件下微生物絮凝剂的絮凝活性可达94.68%。     

复合菌利用酱油废液制备生物絮凝剂及其絮凝特性分析

利用酱油曲霉(Aspergillus sojae)和毕赤酵母(Pichia membranifaciens)复合菌以酱油酿造废液作为培养基生产生物絮凝剂,研究了外加碳源、外加氮源、培养基的初始pH值以及酱油酿造废液浓度等因素对絮凝剂产量及絮凝剂活性的影响,并考察了所制备絮凝剂的絮凝特性.结果表明,酱油酿造废液稀释1倍,加入5g/L乙醇作为补充碳源,不需添加氮源,调节pH值至5.0左右,培养30h,生物絮凝剂的产量可达到5.92g/L.实验制备的生物絮凝剂具有较好的絮凝效果,对高岭土悬浊液的去除率达到98.3%;对酱油废水、酿酒废水、生活污水、乳品废水等实际废水的浊度的去除率78.2%~92.3%,COD去除率为64.2%~85.2%.     

碳质纳米材料与枝孢菌KR14的相互影响研究

碳质纳米材料(Carbon Nanomaterials, CNMs)因具有独特的电学及光学等性质而引起了人们的广泛关注,从而被大量使用并释放到环境中,进而影响生态系统环境及生物化学过程,但目前有关CNMs与环境微生物相互作用的研究鲜见报道.因此,本文研究了枝孢菌KR14(Cladosporium sp.)与3种CNMs(单壁碳纳米管(SWCNTs)、石墨烯(Graphene)和氧化石墨烯(GO))的相互作用.结果表明,CNMs的加入促进了3种非特异性酶(漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶)活性增加,其中,对锰过氧化物酶(MnP)活性的促进作用最为显著,18 d最高增加26.1%.在3种类型的CNMs中,SWCNTs对MnP活性刺激最佳,GO最弱.木质素降解实验和电化学分析表明,CNMs可作为电子导体提高真菌胞外电子传递效率,进而提高KR14对木质素的降解.X射线光电子能谱(XPS)结果表明,除GO外,SWCNTs和石墨烯的氧碳比(O/C)均上升,二者表面发生变化.拉曼光谱(Raman)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)结果表明,SWCNTs的I_D/I_G显著提高,无序性增加;石墨烯出现2D峰,即与KR14相互作用后有一定程度堆叠;KR14可引起CNMs结构转变.本研究结果有助于深入理解和评价环境中CNMs与真菌之间的相互作用关系及CNMs对真菌降解木质素和环境碳循环的影响.     

处理垃圾渗滤液的SBR中微生物种群与污泥比阻

为了研究活性污泥法处理垃圾渗滤液时污泥过滤性能与微生物种群的关系,采用两组运行参数相同的SBR反应器对某垃圾焚烧发电厂的垃圾渗滤液进行处理,一组置于太阳光照下(SBR1),另一组置于室内黑暗处(SBR2).在运行过程中发现SBR1在第30~50 d出现了轮虫等捕食性后生动物,污泥比阻在第35 d出现下降;而SBR2在第40 d发生了丝状膨胀,污泥比阻一直上升.为了研究两组反应器中微生物种群的差异,取两反应器运行至第50 d的活性污泥进行高通量测序发现:SBR1真菌中Rozellomycota为优势菌门,相对丰度为83.71%.SBR2真菌中Basidiomycota和Trichosporon为优势菌门和菌属,相对丰度分别为99.84%和99.78%.SBR1中细菌丰度较SBR2高,Thauera是SBR1中主要细菌菌属,其相对丰度为39.35%;Planktosalinus、Thauera和Ottowia为SBR2中优势细菌菌属,其相对丰度分别为16.84%、16.23%和12.55%.SBR2中主要真菌和细菌菌属类型和丰度均与SBR1存在差异,可见活性污泥中的微生物种群结构是影响污泥过滤性能的主要因素,同时太阳光照会影响活性污泥反应器中的微生物种群结构.     

外生菌根真菌Xerocomus chrysenteron对DDT胁迫的耐受性及酶响应研究

在纯培养条件下,研究了外生菌根真菌红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)对不同浓度DDT的生长效应、耐受性和氧化酶活性,测定了在DDT浓度为80.0 mg·L^-1液体培养条件下菌种生物量积累和漆酶活性随培养时间的变化. 结果表明,不同浓度DDT处理并不会改变被试菌种的生长模式,所有处理组均为典型的Logistic增长;Xerocomus chrysenteron对DDT胁迫有很好的耐受性,其半抑制浓度可达139.75 mg·L^-1;在80.0 mg·L^-1液体培养条件下,Xerocomus chrysenteron生长正常,且36 d后培养液中DDT残留率仅为初始添加量的3.5%;在高浓度DDT胁迫下,被试菌种的漆酶和过氧化物酶活性显著增强,但液体培养条件下漆酶从第16 d开始出现,36 d后培养液中漆酶活性和比活力分别达到107.24 U·L^-1和61.77 U·g-1.外生菌根真菌Xerocomus chrysenteron通过不同方式来响应DDT胁迫,显示出生物降解甚至矿化DDT的巨大潜力.     

壳聚糖铁固定疣孢漆斑菌球处理染料的研究

选择新疆本土产的疣孢漆斑菌作为固定化菌种,并与壳聚糖铁凝胶通过固定化手段有效结合起来,综合分析了壳聚糖铁固定化真菌脱色处理染料的过程机制,以及不同条件下的脱色率.结果表明:固定化真菌对染料的去除首先是染料积累的过程,其次是菌种降解的过程,壳聚糖铁的加入有效缩短了染料积累的时间,24 h的染料脱色率提升了1.5倍;壳聚糖铁固定化真菌对初始浓度为50~250 mg·L-1的酸性染料都有很好的去除效果.振荡培养使疣孢漆斑菌菌球的脱色效率最高提升14.4%.壳聚糖铁固定化菌球投加到染料后有较高的漆酶产量,48 h达到(81.40±3.18)U·mL-1.     

白腐菌对制浆黑液中硫酸盐木素的降解

研究了白腐菌对硫酸盐木素的降解作用和影响因素,结果发现,２种白腐菌对硫酸盐木素的降解能力不同,培养１０ｄ后,木云芝Ｌｕ－１１的降解率达到７４．５％,而黄孢原毛平革菌的降解率为６５．６％,分子量在１５００￣３０００ｋｄ之间的硫酸盐木素部分被降解最为明显,木云芝的降解产物只有一种主要组分,而黄孢原毛平革菌的降解产物有２种主要组分,培养条件如碳源,氮源、ｐＨ值和温度对白腐菌降解硫酸盐木素的作用有明显的影     

堆肥过程中木质素的降解机理及影响因素研究进展

农作物秸秆中的木质素作为自然界中含量丰富的高分子芳香族化合物,结构复杂,微生物难以降解,因此农业废弃物堆肥技术中,木质素的降解利用备受关注。研究表明:木质素是由结构单元通过碳碳键和醚键联接聚合而成,结构稳定。已有堆肥实验证明,木质素的微生物降解过程中真菌占主导地位,其分泌的漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶等以H₂O₂或O₂作为电子受体,能够使联接键断裂,使芳香烃结构去甲基化。多酚或酚类衍生物产物与氨基酸聚合,并进一步缩聚为腐殖质,用作土壤改良质还田。在实验室及自然条件下,大多数真菌对木质素的降解周期较长为30~60 d,降解率为20%~50%,其降解过程依赖于培养条件,特别在中温35~45℃和偏酸性条件下更利于木质素的降解。微生物代谢过程中存在最佳碳氮补充量,并且可以利用微量Mn2+、Cu2+诱导剂等提高木质素降解酶活性,这为调控堆肥过程木质素的降解和人工腐质化提供了重要的研究方向。