葡萄糖补料对白腐真菌P.chrysosporium产木质素降解酶的影响

为了提高木质素降解酶的产量,采用氮限制培养基(C/N=56.0/8.8),研究了葡萄糖补料对P.chrysosporium产木质素降解酶的影响.结果表明,在培养第1d即接种24h后进行葡萄糖补料,可以刺激菌丝体的生长和产酶,补料浓度达到2g·L-1时,补料体系中的MnP酶活可提高至空白对照样(不进行补料)的2.5倍.同时,对葡萄糖分批补料方式进行的试验结果显示,培养过程中每24h进行1次补料,葡萄糖补料终浓度为1.5g·L-1的补料方式,与每48h的补料方式相比,产酶效果更好.MnP酶活峰值和达到峰值时酶的总产量可提高至空白对照样(不进行补料)的2.7倍和3.0倍,且酶活能够在200U·L-1以上稳定4d.实验结果说明,葡萄糖补料可以有效刺激白腐真菌产酶,且连续低浓度葡萄糖补料可获得较优的产酶效果.     

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.     

培养基种类和培养条件对白腐真菌生长和产酶特性的影响

以白腐真菌(Phanerochaete chrysosporium)为研究对象,比较了该菌种在人工合成培养基和天然培养基中的生长和产酶特性,考察了竹子浸出液,pH,载体和抗生素等对白腐真菌在天然培养基中生长和产酶特性的影响.结果表明,天然培养基中白腐真菌的生物量、菌丝小球直径和木质素过氧化物酶(LiP)活性均大于人工培养基.以天然培养基为基础培养基,加入竹子浸出液可以促进白腐真菌的生长和提高木质素过氧化物酶活性;较低pH(4.5)条件下菌丝小球直径较小;载体的加入使得菌体以附着形式生长;抗生素两性霉素B对白腐真菌的生长和产酶的影响存在阈值,当ρ(两性霉素B)超过50　mg/L时,白腐真菌的生长和产酶受到明显的抑制.      

非灭菌条件下酸性蓝45在白腐真菌反应器中的降解特性

在非灭菌条件下维持白腐真菌反应器连续运行是在水处理领域实际应用白腐真菌的前提.采用臭氧控制白腐真菌反应器中的污染细菌,以连续运行方式考察了自由悬浮培养的白腐真菌体系中控菌、产酶、pH变化及对酸性蓝45的降解特性.结果表明,在白腐真菌反应器系统的控菌单元,以0.0144 mg/min臭氧投加速率,可成功将白腐真菌反应器内污染细菌控制在1×106 CFU/mL以下,其去除率接近99%;成功实现了白腐真菌反应器连续合成锰过氧化物酶（最大剩余酶活50 U/L）和对酸性蓝45 的持续降解（40％～80％）;发现pH值在6左右时,白腐真菌培养体系仍然具有合成锰过氧化物酶和对酸性蓝45的持续降解的能力;提出在控制污染细菌的前提下,如何维持白腐真菌的持续生长及高产酶是进一步实现白腐真菌反应器连续运行的主要问题.     

白腐真菌对染料的脱色与降解

利用白腐真菌对染料脱色和降解的过程机理及影响因素进行了较为系统的介绍,结果认为,白腐真菌对染料的脱色及降解作用可能主要是由于其在次生代谢阶段产生的木质素过氧化酶LIPs和锰过氧化酶MnPs所致。在培养基中加入黎芦醇等能够显著提高LIPs的产生;富氮培养基会抑制LIPs的生成;缓冲液的选择对维持适宜的pH值和菌丝的形态有一定作用,从而影响其脱色效果;富氧环境是一切白腐真菌对染料进行脱色和降解的必要条件;适度的搅拌混合有利于反应时的物质之间传递;一般地,在培养时间达到3d以后白腐真菌才能达到较高的脱色与降解活性。染料分子大小和结构及其基团的位置对脱色及降解效果有明显影响。使用特殊填料来提高处理系统中的生物量以克服真菌生长速度相对较慢,提高处理能力是该技术今后的研究重点。     

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.     

处理秸秆纤维素乙醇废水的东北土著白腐真菌筛选及特性研究

为了提高秸秆纤维素乙醇废水的处理效果,选择6种东北土著白腐真菌,对2%的秸秆纤维素乙醇废水中木质素进行降解处理.采用正交试验法对筛选出的高效降解菌进行产漆酶培养基的优化.结果表明:6种白腐真菌最高酶活大小顺序为青顶拟多孔菌>血红密孔菌>糙皮侧耳菌>彩绒革盖菌>烟色烟管菌>灵芝;血红密孔菌、糙皮侧耳菌、彩绒革盖菌、青顶拟多孔菌、灵芝、烟色烟管菌在第0天起始质量浓度为640.9~716.6 mg/L,在第14天木质素的质量浓度分别为434.0、411.2、441.8、441.7、533.3、503.5 mg/L,对木质素的去除率分别为37.1%、37.0%、31.8%、31.7%、25.6%、21.4%,并分别在第12、12、4、4、2、6天木质素降解趋于平稳,表明降解效果最好的菌种为血红密孔菌.血红密孔菌产漆酶培养基最优组合方案:最佳碳源为锯末,质量浓度为35 g/L;最佳氮源为蛋白胨,质量浓度为4 g/L;最佳pH为5.极差分析表明,各因素对血红密孔菌产漆酶的影响顺序为碳源>氮源> pH >氮源质量浓度>碳源质量浓度.在最佳培养基条件下,废水中木质素降解率达41.1%.研究显示,血红密孔菌可以作为生物法处理秸秆纤维素乙醇废水的菌种资源,也可为今后的进一步应用研究提供科学依据.      

白腐真菌培养条件对其分泌木质素降解酶的影响

应用摇瓶试验研究了不同白腐真菌培养条件对其产酶的影响.通过控制不同转速、投加载体等方式考察了白腐真菌的产酶情况.结果表明,在悬浮培养方式下,转速为160r/min时获得的锰过氧化物酶最高(481.6U/L),其酶活是静置、120r/min条件下培养的65倍和43倍;投加载体后,载体固定化培养获得的木质素过氧化物酶酶活是悬浮培养的71倍,载体投加量对其产酶影响很大,只有当载体处于非浸没状态时才有利于酶活产生,否则酶活极低.因此,选择载体固定化—非浸没—振荡培养方式培养白腐真菌可获得更高的产酶量和酶活.     

嗜碱细菌复合碳源条件下对麦草木质素的降解

在碱性液体培养条件下(pH≈10.5), 研究复合碳源共代谢最佳综合条件下嗜碱性木质素降解细菌6号菌株产酶、降解能力及菌株的生长状况.结果显示,虫漆酶(Laccase)在培养的第4天酶活达到最高值2915.37U/L、锰依赖过氧化物酶(MnP)在培养的第8天酶活达到最高值1152.88U/L,培养10d麦草中木质素降解49.84%.同时通过扫描电镜分析探讨了6号菌株降解木质素的微观过程,证明了6号菌株优先降解木质素的特性和降解方式.     

产酸白腐菌处理碱性造纸黑液的机制探析

在复杂的黑液污染体系内, 探索了产酸白腐菌处理碱性造纸黑液的机制。用该菌处理碱性造纸黑液5d以后,pH值从8、9降至1,COD去除率为73%,黑液中固形物与可溶木质素随着时间增加。研究结果表明,黑液碱性是影响产酸白腐菌生长的限制因子之一, 产酸白腐菌可以通过产酸代谢调节黑液碱性以适应与改变环境,同时通过木质素酸析及吸附效应降低黑液COD,此时,白腐菌对黑液中木素降解作用处于次要地位,说明使用产酸白腐菌进行造纸黑液的处理具有明显环境效应与巨大的潜力。     

Influence of glucose feeding on the ligninolytic enzyme production of the white-rot fungus Phanerochaete chrysosporium

The present work studied the influence of glucose feeding on the ligninolytic enzyme production of Phanerochaete chrysosporium in a nitrogen-limited (C/N ratio is 56/8.8 mmol/L) medium. Several sets of shaking flask experiments were conducted. The results showed that 2 g/L glucose feeding on the first day of the culture (24 h after the inoculation) simulated both fungal biomass growth and enzyme production. The manganese peroxidase (MnP) activity was 2.5 times greater than that produced in cultures without glucose feeding. Furthermore, the glucose feeding mode in fed-batch culture was also investigated. Compared to cultures with glucose feeding every 48 h, cultures with glucose feeding of 1.5 g/L (final concentration) every 24 h produced more enzymes. The peak and total yield of MnP activity were 2.7 and 3 times greater compared to the contrast culture, respectively, and the enzyme was kept stable for 4 days with an activity of over 200 U/L. Translated from Acta Scientise Circumstantiae, 2007, 27(3): 363–368 [译自: 环境科学学报]     

白腐真菌批式发酵动力学模型研究

为了进一步认识白腐真菌发酵产酶机理并指导相关发酵工艺设计,在一系列试验研究的基础上,建立了描述黄孢原毛平革菌批式发酵过程的动力学模型,并采用自由悬浮和固定化2种培养条件下的试验数据分别回归了模型各参数.模拟计算结果表明,生物量、葡萄糖、氨氮、木质素酶浓度的的计算值与实测值的偏差在15%以内.对比2种培养条件下的模型参数发现,二者得到的最大生物量浓度均为1.78 g/L;固定化培养菌体的比增长速率值(0.668 3 d-1)大于自由悬浮培养值(0.514 4d-1);自由悬浮培养中绝大部分葡萄糖消耗于非生长菌体代谢,固定化培养中则部分葡萄糖用于菌体生长,且氨氮消耗更快;菌体的产酶过程与生长无关;自由悬浮培养条件下,菌丝小球可合成MnP(231 U/L),其MnP合成能力为115.8 U·(g·d)-1,且高峰后依然可以保持26.1 U·(g·d)-1,适合采用补料-分批发酵的模式提高MnP的产量及其发酵效率;固定化培养条件下,菌体可同时合成MnP(410 U/L)和LiP(721 U/L),但其LiP和MnP合成能力在酶活高峰之后明显下降,分别由248.9 U·(g·d)-1和80.1 U·(g·d)-1下降到0 U·(g·d)-1和6.04 U·(g·d)-1,故而在考虑补料-分批发酵模式时,补料时机应选择在培养中期的LiP与MnP峰值之前.     

Effect of nitrogen concentration in culture mediums on growth and enzyme production of Phanerochaete chrysosporium

Effect of different nitrogen concentration in the mediums on growth and enzyme production of Phanerochaete chrysosporium was studied when glucose concentration was l0 g/L. The results showed that the medium contained 0.8 g/L ammonium tartrate is the best. It not only supply abundant nutrients for the growth of Phanerochaete chrysospodum, which make mycelia the best grow compared with the other medium, but also produce higher manganese-dependent peroxidase(Mnp) and laccase(Lac) activity. In addition, it is observed that the variation of mycelia surface is related to ligninolytic enzyme secreted by Phanerochaete chrysosporium. When the surface of mycelium pellets appeared burs, it predicts secondary metabolism begin. This experimentation demonstrated that when the ratio of carbon and nitrogen in nitrogen limited medium is equal to 100:8, growth and enzyme production of Phanerochaete chrysosporium is the best, it could achieve the maximum Mnp and Lac activity.     

pH值对白腐真菌液体培养基抑制杂菌效果的影响研究

应用摇瓶试验研究了不同初始pH值对白腐真菌Phanerochaete chrysosporium液体培养基在非灭菌环境抑制杂菌效果的影响.结果表明,当采用Phanerochaete chrysosporium孢子作为种子在非灭菌环境进行培养时,初始pH值为3.6和4.4的液体培养基在培养第1d仅感染酵母菌,而初始pH值为5.6的液体培养基不仅感染了酵母菌而且还感染了细菌;正是由于非灭菌环境培养体系感染杂菌,使得后续Phanerochaete chrysosporium对活性艳红K-2BP的脱色能力大大降低甚至丧失;而采用灭菌环境培养Phanerochaete chrysosporium,非灭菌环境脱色活性艳红K-2BP的方法却获得了较好的脱色效果,3种初始pH值的氮限制液体培养基培养出的Phanerochaete chrysosporium对活性艳红K-2BP 45h的脱色率均在70%以上,接近或超过灭菌环境的结果,其中初始pH值为4.4的液体培养基培养的Phanerochaete chrysosporium在非灭菌环境对活性艳红K-2BP的脱色效果最好,其24h的脱色率达到80%以上.尽管3种pH液体培养基在脱色过程中也同样感染了杂菌,但与非灭菌环境培养体系相比含量很少,没有影响脱色效果.因此,可以得出低pH值(pH=3.6,pH=4.4)氮限制培养基虽然在一定程度上可以抑制细菌,但是却不能抑制酵母菌;当在非灭菌环境使用Phanerochaete chrysosporium脱色活性染料时,Phanerochaete chrysosporium只有在灭菌环境培养至菌丝体形成并在整个系统占优势,才能获得较高的脱色效果.     

Biodegradation of pyrene by Phanerochaete chrysosporium and enzyme activities in soils: Effect of SOM, sterilization and aging

The impacts of soil organic matter （SOM）, aging and sterilization on the production of lignin peroxidase （LIP） and manganese peroxidase （MnP） by Phanerochaete chrysosporium during the biodegradation of pyrene in soils were investigated. The biodegradation of pyrene by P. chrysosporium decreased with increasing SOM content, whereas the maximum activities of LiP and MnP increased, which indicates that SOM outweighed pyrene in controlling enzyme production. Sterilization enhanced the degradation of pyrene due to the elimination of competition from indigenous microbes, whereas aging led to a reduction in the degradation of pyrene primarily through changes in its sorbed forms. Both sterilization and aging could reduce SOM content and alter its structure, which also influenced the bioavailability of pyrene and the enzyme activity. The sterilization and aging processes caused changes in the degradation of pyrene, and the enzyme activities were greater in soils with high SOM contents. MnP was related to the degradation of pyrene to a greater extent, whereas LiP was more related to the decomposition of SOM.     

产碱性木聚糖酶细菌的筛选及产酶条件的优化

采用水解圈法筛选到一株产碱性木聚糖酶的嗜碱芽孢杆菌NT-16。该菌株产酶的最佳碳源和氮源分别是木糖和胰蛋白胨,其优化的产酶条件为:半纤维素2%,胰蛋白胨1%,Tween-800.1%,K2HPO40.1%,MgSO4·7H2O0.02%,pH值10.0,200r/m,72h,37℃。该菌株产生的木聚糖酶的最适pH为9.0。     

低pH、铝及钙铝比对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的生理生化影响

为探讨酸沉降对生物早期伤害的机理,研究不同ＰＨ条件下,铝及钙／铝比对斜生栅藻与磷和氮营养代谢有关酶活性的影响,结果表明,铝对酸性磷酶和硝酸还原酶活性有显著抑制作用,当ＰＨ为６．８和５．２,铝２为０．７ｍｇ／Ｌ时,酸性磷酸酶活性仅分别为对照组的４６％和５６％,而硝酸还原酶活性仅为对照组的３７％和３０％当培养基中适当量的钙离子,会一定程度保护藻细胞中这２个酶活性不受低ＰＨ及铝的伤害,钙的缓解作用取决于