胞内贮存物聚羟基烷酸酯(PHAs)的分析方法研究进展

聚羟基烷酸酯(PHAs)是许多纯种微生物及活性污泥在非平衡生长条件下作为碳源和能源贮存在细胞内的胞内贮存物。PHAs具有可完全生物降解性、生物相容性,可以替代传统的塑料运用于众多领域,因而引起科研领域和工业界的广泛关注。文章主要综述了PHAs分析方法的研究进展,包括PHAs的物理化学性质、生产工艺和定性定量的分析方法。     

不同环境条件下聚羟基烷酸(PHAs)薄膜生物降解性研究

采用不同形态的PHAs薄膜（聚β－羟基丁酸（PHB）及β－羟基丁酸与β－羟基戊酸的共聚物（PHBV）膜）,在各种环境（如土壤和水体）的不同条件下,对膜的生物降解性进行了研究,并对其降解机制作了初步探讨。结果表明：PHAs膜具有生物降解性,在无菌条件下不能被降解;在不同的环境中,如不同土壤和水体,PHAs膜的降解情况不同;不同的条件,如pH、温度,对环境中PHAs膜的降解率有着不同的影响;PHB膜的生物降解速度比PHBV膜快;PHAs膜的厚度对其降解能力有很大影响。     

聚己内酯与聚羟基丁酸戊酸酯的脱氮性能对比

以可生物降解聚合物聚己内酯(PCL)和聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)作为反硝化缓释碳源和微生物载体,利用清水释碳和批式反硝化试验选出适用于再生水反硝化深度脱氮生物滤池的可生物降解碳源滤料,通过比较与分析碳源滤料的表面形态及物质特性和附着微生物的群落特征揭示其性能优越的原因.结果表明,PHBV反硝化启动时间短,反硝化速率高,剩余有机物浓度低,相比PCL具有更稳定持续的反硝化效果.原因是其表面粗糙,且含有大量C—O和CO等亲水性基团,易于微生物附着和降解利用;其表面附着的微生物种类多样,其中发硫菌属(Thiothrix)、假单胞属(Pseudomonas)、菌胶团属(Zoogloea)、黄杆菌属(Flavobacterium)和脱氯菌属(Dechloromonas)等优势菌属均具有异养反硝化功能.因此,PHBV更适合作为再生水反硝化深度脱氮生物滤池的碳源滤料.     

厌氧-好氧驯化活性污泥生物合成PHA的研究

厌氧-好氧处理有机污水的活性污泥中含有大量菌胶团菌,其形成与菌体胞内聚羟基烷酸酯(PHA)的积累有关,因此有可能利用污水中有机物和活性污泥中多种微生物合成PHA。笔者利用纺织工业废水厌氧-好氧驯化活性污泥,从中提取PHA。分别研究了厌氧过程和好氧过程中供氧量、碳源调节物浓度、培养时间等对菌胶团菌生长和胞内PHA积累的影响,测定了所得PHA的分子量、熔点和单体链节组成。      

活性污泥微生物以乙酸为碳源合成聚羟基烷酸酯的研究

聚羟基烷酸酯(polyhydroxyalkanoate,PHA)是一种生物可降解塑料,利用活性污泥合成PHA具有操作方便的优点.本研究对长期驯化的厌氧-好氧活性污泥工艺在厌氧条件下及好氧活性污泥工艺在好氧条件下利用乙酸合成PHA进行了比较分析,发现好氧活性污泥可以合成较多的PHA.在此基础上,研究了好氧条件下乙酸加入次数、乙酸浓度及硝化抑制剂(丙烯基硫脲,ATU)对PHA合成的影响,结果表明,将乙酸分3次加入到反应器、乙酸浓度为2 925 mg/L及加入6.74 mg/L ATU时,可以使污泥挥发性悬浮固体物中PHA的含量达到56.3%.     

活性污泥合成聚羟基烷酸(PHAs)的研究进展

聚羟基烷酸(PHAs)是微生物合成的作为碳源和能源的贮存物。PHA同时也是一种可完全生物降解的塑料,由于其良好的环境效应及机械性能,受到广泛关注。使用活性污泥及廉价基质合成PHA以降低生产成本有很好的应用前景。文章综述了活性污泥合成PHA的最新研究进展,包括活性污泥合成PHA的工艺、影响因素及提高PHA合成量的策略。     

聚-γ-谷氨酸在环境中降解特性的初步研究

通过液相色谱分析聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)在环境水样和土样中的降解率,以及降解产物谷氨酸的生成量,研究γ-PGA在环境中的降解特性。研究表明:γ-PGA在环境水样中的降解较慢,10d后,0.5%γ-PGA在鱼塘水样中仅降解了1.6%,谷氨酸的含量也仅为120mg/kg。γ-PGA在环境土样中降解明显,γ-PGA在土壤中放置20d,仅保存了7.6%,而谷氨酸含量达到了3.2mg/g土样。γ-PGA在灭菌土壤中降解的半衰期是未灭菌土壤的3.7倍,这说明γ-PGA在环境土样中的降解主要是微生物的作用。从土壤中分离的γ-PGA生产菌株B. subtilis CCTCC202048能降解γ-PGA,通过PCR扩增从该菌株中得到了γ-PGA降解酶基因。该研究将为γ-PGA在环境中的使用奠定理论基础。     

聚丁二酸丁二醇酯生物降解酶及其催化性能研究

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)在微生物存在条件下,可降解为低分子量的小分子。文章以实验室自行分离的、能有效降解PBS的菌株ZM-P1为出发菌株进行PBS的降解研究,对降解液中的解聚酶进行分离纯化,研究其生化性质及催化性能。研究结果表明:所得蛋白经过SDS-PAGE电泳鉴定为脂肪酶,该脂肪酶最适温度为60℃,在30~60℃内趋于稳定;其最适pH为9.0,pH 6~9范围内酶的活性稳定;Mg2+对该脂肪酶有较强的促进作用,Zn2+和Na+对该脂肪酶影响较小,Ca2+和EDTA对其有明显抑制作用。降解后PBS数均分子量与重均分子量下降,结晶颗粒减小,热稳定也有所下降,说明该菌株对PBS有较为明显的降解效果。     

聚烃基烷酸转化对强化生物除磷影响研究

通过丙酸和乙酸C-mol比为0.5和2的合成废水驯化微生物的SBR反应器(SBR1和SBR2)批式实验,研究了强化生物除磷系统中聚烃基丁酸(PHB)和聚烃基戊酸(PHV)的转化对磷吸收/释放及去除率的影响.结果显示,磷的释放/吸收和去除率与PHB和PHV的转化有很好的相关性(R²>0.90).回归系数表明,特定废水驯化的污泥,磷的吸收和释放主要受PHB转化的影响,但磷的去除率却主要依赖于PHV的合成与降解;对于不同比例丙酸/乙酸废水驯化污泥,SBR2比SBR1污泥的PHB合成和降解能力增强,PHV合成和降解能力减小,生物除磷效果平均增加16.69%.因此,进水丙酸/乙酸比例及驯化影响聚磷微生物的PHB/PHV转化量,进而影响对磷的吸收/释放和除磷效果,PHB与PHV的转化量应作为生物除磷系统的关键调控因素考虑.     

微生物利用食品废物合成聚羟基烷酸酯

为了降低聚羟基烷酸酯(PHAs)的生产成本,以麦芽、豆类、糖果、冰激凌、牛奶、芝麻油和食醋废物为底物,研究了产碱弧菌(Alcaligenes latus)、表皮匍萄球菌(Staphylococcus epidermidis)和活性污泥合成PHAs的工艺可行性和产物的物化性质.结果表明,通过两段式间歇补料发酵.3类微生物利用麦芽废物合成的聚羟基丁酸酯(PHB)产量最大,分别达细胞内含量的70.1%、16.0%和43.3%.A.latus适应食品废物开始细胞生长和PHAs合成的延迟短,在缺氮阶段合成PHB的产量、产率高.微好氧时,从芝麻油提取出的S.epidermidis可以合成分子量超过1×106的PHB.活性污泥可利用豆类废物合成聚羟基丁酸-羟基戊酸酯(PHBV)共聚物,其中羟基戊酸比例(HV%)占21%.多数食品废物适合合成具有不同物化性质的PHAs.PHAs产物的组分及物化性质受微生物种类、底物类型、发酵条件的影响.     

表面活性剂在环境中的生物降解

简述表面活性剂对环境的影响,讨论了表面活性剂生物降解性的测试方法、降解过程动力学及其影响因素,并对各类表面活性剂结构与降解能力之间的关系作了评价。     

氟苯胺同系物降解性能对比实验研究

利用驯化污泥研究了邻氟苯胺、对氟苯胺、2,4-二氟苯胺的好氧生物降解性能.结果表明,3种氟苯胺的好氧生物降解性能从高到低依次为,对氟苯胺、邻氟苯胺和2,4-二氟苯胺.降解动力学分析表明,在初始浓度在8～50 mg·L^-1范围内,除2,4-二氟苯胺在实验浓度8.56 mg/L时为一级反应,其他为零级反应.且它们的降解规律都符合Monod方程.污染物化学结构特性与其生物降解性能相关性研究表明,热力学参数与氟苯胺好氧生物降解性能相关性最好,空间参数次之,而电性参数最差.并研究了共代谢条件下葡萄糖和苯胺对2,4-二氟苯胺的好氧降解的影响,葡萄糖的引入有促进作用,而苯胺只在一定浓度范围内有促进作用.因而,氟苯胺的生产废水与生活污水合并处理以及多种组分混合废水处理是可行的.     

磺胺甲基异恶唑的好氧生物降解研究现状

磺胺甲基异恶唑是广泛应用的抗生素,属于药品及个人护理品（Pharmaceutical and Personal Care Products,PPCPs）污染物的典型代表物质.近年来,该物质在环境中的检出率逐渐增加,成为了一种新兴污染物,对人体及生态环境造成危害.磺胺甲基异恶唑具有难于生物降解的特性,然而目前在好氧条件下,利用生物方法处理该物质已初见成效,它将成为今后的研究热点.本文对磺胺甲基异恶唑的好氧生物降解研究现状进行了系统的综述,包括具有降解该物质能力的微生物类群、该物质好氧降解的影响因素及降解产物分析,在此基础上提出了磺胺甲基异恶唑好氧生物降解未来进一步研究的方面.     

聚乙烯塑料的生物降解研究

塑料废弃物是目前最严重的固体废物污染问题,它正以每年4 000万t的速度在环境中积累,而塑料在自然界几乎完全不能被生物降解和参加物质循环,所以从不同方式提高其生物降解效率一直是重要的研究方向.本文从聚乙烯塑料的改性及降解预处理、生物降解途径、主要降解微生物及其酶,以及聚乙烯降解后的物理、化学与生物学性质的变化等方面总结了近年来聚乙烯生物降解的研究进展.提出了开拓聚乙烯降解的生物研究种类,分离并克隆能产生活性基团的关键酶及其基因,以及加强无添加剂的聚乙烯降解研究等方面的研究方向.     

蒽酮法研究烷基多苷(APG)的初级生物降解性

用蒽酮分光光度法对 5种不同碳链APG的初级生物降解性进行了研究。结果表明 ,直链醇APG和碳链较短的支链醇APG能完全降解 ,但碳链为 1 4～ 1 5的支链醇APG不能被降解。探讨了结构对降解性的影响 :疏水基的结构对其降解性有较大影响 ,直链醇APG的降解性优于支链醇对APG的降解性 ,碳链较短的降解性优于碳链长的 ,链支化度影响支链醇APG的降解性 ;对其降解曲线的研究表明 :C8～ 1 0 直链、C1 4～ 1 5支链等APG的降解曲线存在降解度随时间下降的特殊现象 ;提出了APG一条可能的降解途径。     

烷基多苷(APG)生物降解性的研究

对5种不同碳链的APG初级生物降解性进行了研究.结果表明,碳链较短的APG能被完全降解,碳链为14～15的支链APG不能被完全降解;结构对APG可降解性的影响:疏水基的结构对其降解性有较大影响,直链醇APG的可降解性优于支链醇对APG的可降解性,碳链较短的降解性优于碳链长的,链支化度影响支链醇APG的降解性;研究还发现,C8～10直链APG,C12～14直链APG,C12～13支链APG和C14～15支链APG的降解曲线在某一区间出现降解度随时间下降的特殊现象.最后提出了APG可能的降解途径.      

喹啉与葡萄糖共基质条件下生物降解的动力学分析

研究了在喹啉与葡萄糖共基质时皮氏伯克霍尔得氏菌 (Burkholderiapickettii)对二者的降解动力学 .结果表明 :在共基质条件下 ,喹啉与葡萄糖能同时被微生物降解 .葡萄糖的存在对喹啉的生物降解起到一定的促进作用 ,而喹啉的存在减慢了微生物对葡萄糖的降解作用 .5 0mg·L-1喹啉与 34、6 0、110mg·L-1葡萄糖共基质时 ,喹啉与葡萄糖的降解都遵循一级反应动力学 .30 0mg·L-1喹啉与 110、32 0、6 90mg·L-1葡萄糖共基质时 ,喹啉的降解已不遵循一级或零级反应 ,而葡萄糖在 110mg·L-1时仍为一级反应 ,增到 32 0、6 90mg·L-1时转变为零级反应动力学     

细菌降解木质素的研究进照

细菌是自然界中降解木质素的主要作用者之一,能够产生木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶等参与木质素降解的生物催化剂,通过改性、增溶等作用降解木质素为低分子量的聚合木素片断.就细菌在木质素降解中的作用、微观过程、作用机理以及生物学、生理学方面来概述细菌降解木质素的研究进展.     

细菌降解木质素的研究进展

细菌是自然界中降解木质素的主要作用者之一,能够产生木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶等参与木质素降解的生物催化剂,通过改性、增溶等作用降解木质素为低分子量的聚合木素片断。就细菌在木质素降解中的作用、微观过程、作用机理以及生物学、生理学方面来概述细菌降解木质素的研究进展。     

微生物降解多溴联苯醚研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)广泛用于电子电器设备、自动控制设备、建筑材料和纺织品等商品化产品中。作为工业阻燃剂,它是一类环境中广泛存在的全球性有机污染物。由于其结构稳定,难以降解,具有环境持久性、迁移性、生物富集性及对生物和人体具有毒害效应等特性,对其微生物降解的研究已成为当前生命科学的新兴热点。文章详细地探讨了国内国外微生物厌氧,有氧降解PBDEs以及其降解基因的最新研究进展,并针对目前的研究状况对今后PBDEs的微生物降解研究方向进行了展望。