不同培养条件下锰过氧化物酶(MnP)的合成及其对甲基橙的降解

高效、大规模、低成本合成木质素降解酶是直接采用其降解难降解有机污染物所必须解决的问题.对锰过氧化物酶(MnP)降解甲基橙和在非灭菌的反应器中连续合成MnP的可行性进行考察.结果表明,在采用2 mmol H2O2和1.5 mmol MnSO4的降解体系中,获最大脱色效果,且100、200和300 U/L的MnP可在8h内将甲基橙分别脱色18％、23％和35％;在非灭菌的反应器水平上实现了固定化培养的P.chrysosporium连续23 d合成MnP,但MnP酶活仅为2～ 23 U/L,难以酶解甲基橙;然而,在摇瓶培养条件下固定化的P.chrysosporium合成的MnP却能达1 152 U/L.因此,直接采用MnP对污染物进行降解以及在非灭菌的反应器中持续合成MnP是可行的,但就在非灭菌条件下如何提高MnP的合成量还有待开展深入的研究.     

黄孢原毛平革菌处理染料废水过程中细胞结构损伤效应研究

利用透射电子显微镜观察分析白腐真菌(黄孢原毛平革菌)在处理染料废水活性艳红X-3B过程中,染料和盐度对黄孢原毛平革菌的细胞结构产生的毒性作用.结果表明:活性艳红X-3B染料对黄孢原毛平革菌产生生物毒性作用,且随着染料浓度的增加,细胞受损伤程度不断加深.加入100 mg/L的染料活性艳红X-3B后,黄孢原毛平革菌菌丝细胞形态发生变化,出现质壁分离现象;染料浓度进一步加大,菌丝细胞超微结构受到损伤逐渐严重.染料废水中的盐度对黄孢原毛平革菌细胞也会造成损伤,且损伤程度随盐度增大而增大.NaCl浓度为3 g/L时,菌丝细胞发生质壁分离;而当NaCl加入量高于8 g/L时,细胞膜受损,线粒体、细胞核呈现空泡化,表现为受到不可逆的损伤.染料和盐双因子对黄孢原毛平革菌细胞的损伤效应表现为其损伤程度与单因子作用一致,且染料的影响作用占主导.     

黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)对3种酚酸物质的降解作用

研究黄孢原毛平革菌(P.chrysosporium)对香草酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸的降解作用.结果表明,300 μg/mL的上述3种酚酸物质与黄孢原毛平革菌共培养2 d后,3种酚酸物质的降解率分别达到73.48%、99.09%和54.74%.黄孢原毛平革菌发酵上清液对3种酚酸物质的降解能力较弱,作用2 d后,降解率分别为13.28%,4.47%和5.43%,而该菌菌丝体降解能力很强,作用2 d后3种酚酸物质的降解率分别达到65%,98.37%和48.69%.研究表明,黄孢原毛平革菌对这3种酚酸的降解主要在菌体表面或体内进行.     

黄孢原毛平革菌对固体介质中染料的降解反应

用黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)3品系在固体介质中建立染料的降解反应体系,分光光度法测定染料的脱色降解率。黄孢原毛平革菌在琼脂、沙子及土壤等固体介质中均能有效地降解偶氮染料、蒽醌染料及聚合染料;植物材料玉米芯和木屑可作为共代谢碳源被该菌利用;BKM F 1767菌种降解能力最强,对活性艳蓝KN R的进攻性优于对PolyR 478和比布列希猩红。     

黄孢原毛平革菌所产木素过氧化物酶系对染料降解的研究

白腐真菌黄孢原毛平革菌所产生的胞外过氧化物酶系由两类同功酶木素过氧化物酶和锰过氧化物酶组成，木素过氧化物酶对所研究的染料都有解作用，锰过氧化物酶只对部分染料起作用。加入H2O2，胞外酶液可以降解多种酶性染料如卡布龙红、酸性大兰、弱酸黄和弱酸大红，它们的脱色速率依次下降，以卡布龙红为例研究了各种条件因素对其降解脱色的影响，最佳H2O2浓度是100μmol/L，最佳PH为4．0，温度越高，脱色越快，但高于50℃酶将明显失活，木素过氧化物酶活性越高脱色速率越快，高浓度染料对其脱色有抑制作用，最佳条件下，50mg/L浓度卡布龙红第一分钟的脱色率达70％。随着稀释倍数的增加，酶液的降解速率呈抛物线加速下降，表明酶液中的某些组分如元素离子的浓度也是一个重要影响因素。     

真菌预处理优化制备微介多级孔炭及其吸附甲苯的研究

提出采用黄孢原毛平革菌对生物质前体物进行预处理的制备策略,从而研发孔结构可调的多级孔炭材料模板.选用荷叶作为生物质原材料,探讨菌种投加量、培养时间对多级孔炭材料前驱体的影响,并采用水蒸气物理活化法,分析活化温度和活化时间对炭材料比表面积、孔径分布和表面官能团的综合作用.最后,通过Raman、XRD、BET、FTIR、TGA、SEM、EA等手段表征其物理化学性质,并考察真菌预处理对炭材料的甲苯吸附性能的影响.结果表明,在生物质荷叶质量30 g、菌种投加量4 mL、培养时间7 d、活化温度800℃、活化时间90 min条件下制备的微介多级孔炭材料,在含有较多介孔的前提下比表面积可达937 m~2·g~(-1),总孔容为0.68 cm~3·g~(-1).动态模拟吸附实验发现,经预处理的炭材料在甲苯浓度905 mg·m~(-3)下对其饱和吸附容量为304 mg·g~(-1),是未经真菌调控荷叶吸附容量的1.83倍,吸附性能的提升主要归因于比表面积、孔容及表面酸性基团增大的作用.经真菌预处理调控的炭材料对甲苯的吸附符合Langmuir吸附等温线,属于单分子层吸附.     

黄孢原毛平革菌固态发酵产漆酶的研究及应用

对黄孢原毛平革菌（BKMF-1767）利用香蕉皮和玉米棒为发酵底物产胞外漆酶进行了研究.结果表明,当香蕉皮与玉米棒混合比例为1∶2、诱导剂CuSO₄为0.4 mmol/L时,能获得最高漆酶酶活12.68　U/g.利用固态发酵所获得的粗漆酶液,进行了降解五氯酚的试验.在没有氧化还原介体时粗漆酶液能降解PCP,粗酶液中加入5　mmol/L氧化还原介体（ABTS）能获得更高的降解率,反应6 h分别为37.8%和97%.将粗漆酶液用(NH₄)₂SO₄盐析纯化,用提纯后漆酶降解PCP,6 h后降解率为81.8%.     

AFLP法分析染料对黄孢原毛平革菌的损伤效应

利用AFLP对DNA碱基序列分辨率高的特性,研究纯培养条件下染料对黄孢原毛平革菌(P. chrysosporium)菌株DNA的损伤效应.在对黄孢原毛平革菌(P. chrysosporium)AFLP最佳引物筛选的基础上,通过分析最佳引物扩增结果中DNA相似性、染料浓度与DNA相似性关系以及构建UPGMA相似性树状图,评价染料对P. chrysosporium DNA损伤效应.结果表明, AFLP法可较好反映染料对DNA损伤效应,在优选的3种引物组合中, E-AAC/M-CAA引物组合AFLP扩增效果最好,共获得35条DNA扩增条带,其中有12条具有特异性,多态性比率34.3%;在进行DNA相似性分析和UPGMA法聚类分析后发现, AFLP技术较好地表达了DNA相似性与染料浓度的正相关关系,并且显示P. chrysosporium对染料损伤效应敏感,染料浓度不宜高于50mg/L,当染料浓度达到300mg/L即可对P. chrysosporium产生较大损伤作用,使之基本丧失原有的处理功能.     

黄孢原毛平革菌对印染废水脱色条件研究

根据黄孢原毛平革菌的生长和代谢特点,设计了不同废水浓度、不同菌龄、不同温度、不同转速和不同pH值条件,研究黄孢原毛平革菌对工业印染废水的脱色效果.研究表明,印染废水最佳稀释倍数为8倍,脱色用菌丝球最佳接种菌龄为3d,脱色适宜温度为38℃,摇床转速为150～180r/min,脱色初始pH值为3.4～4.6.     

白腐真菌发酵中胞外蛋白酶对MnP的产生及其稳定性的影响

在摇瓶试验中通过投加4种对应不同蛋白酶的抑制剂,研究了白腐真菌 Phanerochaete chrysosporium 固定化发酵过程中所产的胞外蛋白酶对其MnP的产生以及稳定性的影响.在培养1d后投加 Pepstatin A 可使MnP峰值提高且提前1d出现,而投加PMSF、EDTA后MnP峰值出现时间不变但峰值皆下降;培养4d后投加 PMSF 和Pepstatin A可使MnP酶活提高且稳定性增强;培养过程中投加 HgCl2 均会抑制菌体生长,使 MnP酶活水平较低.在培养1d后直接补人初级蛋白酶浓缩液.MnP 峰值酶活稍有提高.且第3d补入初级蛋白酶浓缩液会使MnP提前1d出现.在离体条件下,EDTA 和 HgCl2均可抑制MnP酶活;初级蛋白酶和次级蛋白酶均会导致MnP不稳定,但投加 PMSF 和 Pepstatin A 后,MnP稳定性增强.以上结果表明,在培养过程中初级蛋白酶部分组分对MnP的产生过程具有促进作用;初级蛋白酶和次级蛋白酶会导致离体MnP迅速失活,且证实其中2种组分--丝氨酸蛋白酶和天冬氨酸蛋白酶--可导致离体MnP不稳定.