液体培养基中添加天然成分对白腐真菌Phanerochaete chrysosporium生长的促进作用

通过试验发现,在液体培养基中添加木材、玉米芯、土豆浸出液,对于白腐真菌Phanerochaete chrysosporium的产量提高有极大的促进作用.在外加碳源为10g/L葡萄糖的条件下,经过3d培养,添加浸出液的培养基的小球产量均能够达到80g/L以上,是未添加浸出液的基础培养基的小球产量的5倍.在外加碳源为5g/L葡萄糖时,添加了外源天然浸出液后,3d后小球产量均能达到69.5g/L以上,在未添加任何浸出液的基础培养基中,小球产量很低,并且在葡萄糖浓度1g/L～20g/L时,3d产量在12.5g/L～14.5g/L范围内.添加土豆浸出液的样品容易染菌,添加玉米芯浸出液的样品培养较长时间后容易发生小球膨胀,添加木材浸出液的培养基用于培养白腐真菌小球,产量高、耐其它微生物污染能力强,能在较长时期内保持良好的泥水分离能力,是较好的液体培养生长促进添加剂.木材、玉米芯、土豆浸出液相互混合有利于白腐真菌的生长.用添加木材浸出液的培养基培养白腐真菌,在不同浓度葡萄糖条件下,小球产量的差别在初期并不明显,随着培养时间增加,小球产量差别逐渐增大.木材浸出液对采用培养基培养菌丝小球的作用是刺激生长,并不是提供生长所需要的有机物.     

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.      

白腐真菌木质素降解酶的反应器发酵

为了获得更高的白腐真菌木质素降解酶的产量和相应的控制策略,应用5L搅拌罐生物反应器对氮限制下(C/N=56/2.2)P.chrysosporium产木质素降解酶进行了放大研究.结果表明,在分批发酵试验中,锰过氧化物酶(MnP)和漆酶(Lac)分别在培养第6d和第7d达到峰值,其酶活随时间的变化规律与摇瓶试验基本相同;而采用氮限制液体培养基进行补料没有获得更高的酶活,因此,可以得出采用发酵液体培养基作为补料液不利于白腐真菌持续产酶.另外,在分批发酵和分批补料发酵过程中,均发现体系pH值变化与白腐真菌生长和次生代谢产酶具有较好的相关性,当白腐真菌进入次生代谢阶段开始产酶时,体系pH值开始下降,随着发酵后期酶活的降低,pH值下降的幅度也逐渐变小,当体系酶活接近为0.0U/L时,pH值基本不再变化.因此,在实际发酵过程中,可以依据体系pH的变化间接了解白腐真菌的生长和产酶情况,而分批补料策略还有待于进一步研究.     

生物表面活性剂鼠李糖脂对白腐真菌降解DDTs的影响

研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对DDTs在水相中的增溶作用,对白腐真菌Phlebia lindtneri GB1027生长的影响以及对该菌株降解DDTs的影响。结果表明,高于临界胶束浓度(CMC)的鼠李糖脂可明显增加各DDTs的表观溶解度,其中对4,4’-DDD的增溶效果最好。低浓度(<0.05 g/L)的鼠李糖脂会促进白腐真菌在PDB培养基中的生长,而高于0.1 g/L浓度的鼠李糖脂则对菌株的生长产生一定的抑制作用,最高抑制率可达到42%。在0.02~0.5 g/L浓度范围内,鼠李糖脂可促进白腐真菌对DDTs的降解效果,且降解率随着鼠李糖脂浓度的增加而增加。在0.5 g/L的鼠李糖脂添加体系培养14 d后,白腐真菌对4,4’-DDT、2,4’-DDT、4,4’-DDD和2,4’-DDD的降解率分别提高了24.0%,22.8%,25.0%和22.0%。而鼠李糖脂浓度进一步升高至1.0 g/L时,由于菌株的生长受到抑制从而导致对DDTs降解率的下降。     

外加碳源对菌株GH10降解BDE-209的影响

通过研究6种外加碳源对菌株GH10降解BDE-209产生的影响,证明葡萄糖是菌GH10降解BDE-209的最佳外加碳源,降解培养基中葡萄糖的最适浓度为2 mg/L。经过5 d的降解培养,在第3天时培养基中BDE-209的残余浓度最低,其浓度从10 mg/L降为1.24 mg/L;与不添加葡萄糖的试验相比,BDE-209的降解率从42.24%提高到87.61%;菌株GH10对BDE-209的降解符合一级反应动力学,降解动力学方程为C=12.064e-0.670 t,半衰期为1.03 d,说明添加葡萄糖能够有效促进菌GH10降解BDE-209。     

微量元素对白腐真菌的生长影响和抑制酵母菌效果的研究

采用振荡培养方式研究了微量元素对白腐真菌生长以及在非灭菌环境下对液体培养基抑制酵母菌的影响,结果表明,在灭菌环境培养方式下投加含有铁元素的微量元素液体培养基培养的菌丝球大小和数量均优于不含铁但含有其它微量元素液体培养基,而不含铁的液体培养基又优于不投加任何微量元素液体培养基;如果采用灭菌环境培养后在非灭菌环境降解染料方式,则不含微量元素和含其它微量元素但不含铁的液体培养基培养的白腐真菌在非灭菌环境对染料的脱色效果与灭菌环境得到的结果基本相当,而铁浓度为3.5 mg/L液体培养基培养的白腐真菌的脱色效果不如灭菌环境得到的结果,并且镜检发现铁浓度为3.5 mg/L液体培养基中感染的酵母菌的量要多于不含铁元素液体培养基和不投加任何微量元素培养体系.微量元素铁在抑制酵母菌生长方面具有很重要的作用,同时铁元素又是白腐真菌生长所必需的,只要在不影响白腐真菌生长的前提下,合理调控培养基中的铁浓度,就有可能达到抑制酵母菌的目的.     

黄孢原毛平革菌反复脱色模拟染料废水的试验研究

研究了白腐真菌黄孢原毛平革菌在35℃、150r／min条件下培养3d后，培养基类型、染料浓度以及反复脱色次数对其脱色的影响。玉米芯浸出液是首选的可替代营养源的物质，培养3d的黄孢原毛平革菌6h脱色率即达92％。黄孢原毛平革菌能够在短时间(6h)基本脱色较高浓度(40mg／L，60mg／L)的活性艳红K-2BP模拟染料废水，对于低浓度(10mg／L，20mg／L)脱色作用则比较缓慢，浓度超过150mg／L即显示出对菌的毒性作用。玉米芯浸出液培养3d的菌可以重复脱色模拟废水6次以上，每批脱色率均在82％以上，但菌球的沉降性能变差。     

有机碳源葡萄糖对钝顶螺旋藻生长和硝态氮去除效果的影响研究

利用Zarrouk培养基,通过改变葡萄糖的初始加入量,研究钝顶螺旋藻的生长情况及其对硝态氮的去除效果,探讨其在废水处理中的可行性.结果表明,添加葡萄糖碳源能够促进钝顶螺旋藻的生长,影响其叶绿素和粗蛋白含量,当葡萄糖投加量≥1 g/L时,生长对数期提前,藻液OD560在培养4天时达到稳定,叶绿素和粗蛋白含量培养7天后急剧下降.研究结果还表明,添加葡萄糖碳源有助于提高水中硝态氮的去除率,当硝态钠、葡萄糖投加量均为2.5 g/L,培养5天时,氮素去除率最高,达99.96％,但硝态氮浓度过高时会产生单盐毒害作用.     

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.     

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%.     

To enhance the reproduction of Phanerochaete chrysosporium by adding natural lixiviums in liquid medium

Great promotion to the reproduction of white rot fungus Phanerochaete chrysosporlum by adding natural lixiviums such as from wood, maize core and potato in liquid medium was found in this research. Incubated in the liquid medium contained 10 mg/L glucose as carbon source with natural lixiviums for three days, the production of myeelium pellet reaches more than 80 g/L, which is 5 times more than that of without natural lixiviums. Incubated in the liquid medium contained 5 mg/L glucose as carbon source with natural lixiviums for three days, the production of myeelium pellet can reach 69.5 g/L, while the production in the medium without natural lixiviums is very low. When the liquid medium contained 1-20 g/L glucose as carbon source, the production of myeelium pellet in 3 d can only reach 12.5 g/L to 14.5 g/L. The fungus in the medium with potato lixiviums are easily contaminated by other microorganisms and in the medium with maize core lixiviums are easily bulking, while in the medium with wood lixiviums are neither easily contaminated nor bulking. Medium with wood lixiviums can produce more pellet than other medium, endure contamination and keep better sedimentation capacity. So that, wood lixivium is borer additive to the culture of white rot fungi in liquid medium. Addition of the mixture of wood, maize core and potato lixiviums is of advantage to the productian of mycelium pellet. The difference of the production in the medium with different amount of wood lixiviums showed little in the first 3 d, while it esnanded after 3 d. Wood lixiviums stimulate the growth of P. chrysosporium instead of supply organies which fungi need.     

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.     

非灭菌条件下白腐真菌在反应器中的形态特征变化

揭示白腐真菌(Phanerochaete chrysosporium)在反应器中的形态变化有助于了解白腐真菌反应器难以连续运行问题的本质. 在耦合臭氧单元的反应器对酸性蓝45连续降解的过程中,考察了非固定化和固定化菌丝系统中白腐真菌的形态特性变化. 结果表明,在接种量为1 700 mg/L的非固定化系统中,染菌量为7.1×105 CFU/mL,平均脱色率为19%;但菌丝球形态不稳定,运行8~12 d时出现破裂、菌丝脱落、内容物大量流失,污染微生物的生长加剧. 在固定化系统中,接种量为1 700 mg/L时,染菌量降至8.4×104 CFU/mL,平均脱色率升至22%;接种量为4 300 mg/L时,染菌量降至4.7×104 CFU/mL,平均脱色率达29%. 在固定化菌丝系统中,白腐真菌的形态相对稳定,但21 d后,其稳定性降低,也出现了菌丝脱落现象,这与菌丝球或固定化菌丝的内部菌丝老化和自溶有关,可以考虑通过设计新载体从生物膜的内部和外部同时供给营养物和氧气解决该问题.      

真菌和细菌对染料的吸附脱色及再生能力的研究

进行了真菌和细菌共培养对染料的吸附脱色和吸附脱色能力再生的研究。结果表明，青霉菌G－1首先对偶氮染料S－119、蒽醌染料艳紫KN－B（C．I．Reactive violet 22）水溶液中染料进行快速吸附去除，菌丝对同种染料的吸附速度随菌丝培养液中葡萄糖浓度的增加而加快，吸附染料的G－1菌丝在与细菌的共培养中完成对染料的脱色降解，脱色速度受培养液中葡萄和氮源浓度影响较大，从吸附速率和完全脱色时间综合评价，以葡萄糖浓度为5g/L、酒石酸铵为20mmol/L的培养基中培养的菌丝对染料的吸附脱色效果最好，吸附在菌丝上的艳紫KN－B脱色后菌丝吸附脱色能力得到再生，菌丝对100mg/L的艳紫KN－B染料水溶液可重复处理4次。青霉菌G－1对酸性染料废水处理3h，色度去除率为75．9％，吸附染料的菌丝在与细菌共培养中完成对染料的脱色，对试验所用染料废水，菌丝的处理能力获得1次再生。     

霉菌TM-3的成球条件及其对染料的吸附脱色研究

通过对霉菌TM-3培养条件的研究,考查了培养条件对霉菌菌丝球产量、菌球特征及菌球吸附脱色性能的影响。实验结果表明：该霉菌在以蔗糖为碳源,乙酸胺为氮源时,250mL三角瓶装液量为100～125mL,1％接种量（孢子悬液浓度10^4）,pH6,34℃,150r／min摇床培养60-72h时,可形成直径在1．O～2．5mm范围内的菌丝球,生物量可达150～200g／L（重）。球体白色光滑均匀,具有一定的机械强度,对10mg/L的酸性大红和200mg／L的刚果红吸附脱色达80％以上。培养条件的改变对菌球的特征、产量影响较大,对菌球吸附性能的影响相对较小。     

黄孢原毛平革菌对6种染料的脱色降解

在黄孢原毛平革菌与6种染料的液体静培养体系中,不同浓度的染料均发生脱色降解。共培育30 d时,刚果红、直接冻黄G和活性翠蓝KN－G达到92%～99％的脱色率。10,50,100 mg/L活性翠蓝KN－G,50,100 mg/L金莲橙O与天青蓝A,100 mg/L活性艳蓝KN－R的降解率达70%以上;18个样品中60%的降解率超过50%。生物吸附和生物降解是2个重要过程。研究表明,黄孢原毛平革菌对各种染料类群具有广谱有效的脱色降解能力。      

淀粉废水生产微生物絮凝剂及发酵动力学特征

以淀粉生产废水为原料制备微生物絮凝剂,考察了外加磷酸盐、氮源对微生物絮凝剂产量和絮凝活性的影响,分析了絮凝菌的生长与代谢特征,检测了发酵过程中pH值、COD、氨氮、及总磷的变化规律,分别利用Logistic和Luedeking-Piret模型对絮凝菌生长和代谢产物生成的动力学过程进行了拟合,并探索了微生物絮凝剂对淀粉废水的絮凝沉降性能.结果表明,外加6g/L的磷酸盐（K2HPO4：KH2PO4=2：1,w/w）和2g/L的尿素,所制备微生物絮凝剂的产量和絮凝活性分别显著提高至0.96g/L和92.8%.在对数生长期,菌体干重、细胞浓度OD₆₀₀和菌落数分别迅速增加至1.58g/L、0.86和5.3×10⁷cfu/mL,淀粉废水培养基的COD、氨氮、总磷分别由7836、975、712mg/L迅速降低至1736、188、146mg/L. 絮凝菌发酵结束后,发酵培养基的pH值由6.8略降至6.5.絮凝菌代谢获得的微生物絮凝剂中多糖含量为96.2%,基本不含蛋白质.Logistic和Luedeking-Piret模型的拟合结果能够较好地描述絮凝菌生长和代谢产物生成的动力学过程.此外,本实验制备的微生物絮凝剂在投加量为30mg/L时,能够去除淀粉废水中48.6%的COD和71.9%的浊度.     

Effects of culture conditions on ligninolytic enzymes and protease production by Phanerochaete chrysosporium in air

The production of ligninolytic enzymes and protease by Phanerochaete chrysosporium was investigated under different culture conditions. Different amounts of medium were employed in free and immobilized culture, together with two kinds of medium with different C/N ratios. Little lignin peroxidase （LIP） （〈 2 U/L） was detected in free culture with nitrogen-limited medium （C/N ratio： 56/2.2, in mmol/L）, while manganese peroxidase （MnP） maximum activity was 231 and 240 U/L in 50 and 100 ml medium culture, respectively. Immobilized culture with 50 ml nitrogen-limited medium gave the highest MnP and LiP production with the maximum values of 410 and 721 U/L separately on the day 5; however, flasks containing 100 ml nitrogen-limited medium only produced less MnP with a peak value of 290 U/L. Comparatively, carbon-limited medium （C/N ratio： 28/44, in mmol/L） was adopted in culture but produced little MnP and LiE Medium type had the greatest impact on protease production. Large amount of protease was produced due to glucose limitation. Culture type and medium volume influence protease activity corporately by affecting oxygen supply. The results implied shallow immobilized culture was a possible way to gain high production of ligninolytic enzymes.     

黄孢原毛平革菌降解磷酸三苯酯的性能和机理

以白腐真菌的中的黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）为实验菌种,考察不同环境条件因素对P.chrysosporium降解磷酸三苯酯（TPhP）的影响以及TPhP降解过程中菌体细胞特性的变化.结果表明,当孢子液的接种量为4%（V/V）,葡萄糖浓度为5g/L,pH值为5~6时,经过6d的处理P.chrysosporium对5mg/L TPhP的降解率可达到60%以上.菌体的细胞色素P450酶在TPhP的降解转化过程中发挥了重要的作用,抑制P450酶的活性会导致TPhP降解率下降.在降解反应的前期,为加快TPhP的代谢转化,菌体胞内蛋白含量以及ATP酶活性出现明显升高.在TPhP胁迫下,菌体SOD和CAT的活性随降解反应的进行呈现先升高后降低的趋势,2种抗氧化酶协同作用维持TPhP降解过程中菌体胞内的氧化还原平衡.