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.     

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。     

简青霉(Penicillium simplicissimum)对木质纤维素的降解及相关酶活性特征

简青霉[Penicillium simplicissimum(Oudem.)Thom BGA]能分泌木质纤维素降解酶,其中半纤维素酶、纤维素酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化酶和漆酶的最大酶活分别为146.82 Iu·g-1、2.78 U·g-1、47.97 U·g-1、34.56 U·g-1和17.94 U·g-1.实验结果和SPSS统计分析表明,简青霉产木质纤维素酶的能力与木质纤维素的结构有很大的关系,其对木质纤维素的降解可能是几种木质纤维素酶之间协同作用的结果.在30 d的固态发酵中,半纤维素含量与发酵天数呈显著负相关(r=-0.946,P<0.01),纤维素与木质素的降解趋势呈显著负相关(r=-0.818,P<0.05).木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶在降解木质素的同时对半纤维素和纤维素进行协同降解,是非选择性的木质素降解酶.木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶与纤维素酶之间呈显著相关(相关性依次为r=0.922,P<0.01;r=0.807,P<0.05).研究还发现生物吸附在简青霉对液态碱木质素的去除中起到了非常重要的作用.     

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.     

木质素降解酶及其调控机理研究的进展

近年来有关木质素降解微生物和木质素降解酶的产与调控机理的研究表明，腐霉和细菌在木质自然降解中起着重要作用，腐霉的降解作用发生在次级代谢阶段，而细菌发生在初级代谢阶段，影响木质素降解酶的产生酶活力高低的因素有碳氮的选择与限制；诱导物的添加；表面活性剂的使用；某些金属离子浓度水平的改变；菌丝的固定化，温度和摇床转速的变换等。     

紫外诱变法提高好氧反硝化菌降解性能的研究

采用紫外诱变方法对从污水处理厂活性污泥中筛得的1株好氧反硝化菌(YS)进行处理,得到1株突变菌株(TB),考察了诱变前后2菌株的理化性能及反硝化能力的变化.结果表明,菌株TB的反硝化能力得到改善.在相同实验条件下,菌株TB对硝酸根的去除能力可从菌株YS的87%提高至93%,培养基中的亚硝酸根浓度从212.48 mg.L-1减少到37.62 mg.L-1,去除率从15%快速提高至85%,表明菌株TB对亚硝酸根的去除能力大幅提高,且传代前后菌株TB对硝酸根和亚硝酸根的去除率变化不大,遗传稳定性较好.对两菌株的反硝化性能影响因素的研究比较发现菌株YS的最适条件为:接种量1.5%左右,pH为6,C/N比为10,碳源为葡萄糖;而菌株TB的最适条件为:接种量1.5%左右,pH为9,C/N比为10,碳源为琥珀酸钠.     

诱变绳状青霉吸附铀的行为研究

先后采用盐酸羟胺和紫外光辐射,对绳状青霉(Penicillium funiculosum)进行诱变,并用红外光谱分析了诱变绳状青霉细胞表面官能团的变化,采用静态吸附试验研究了铀溶液的pH、温度、初始铀浓度、吸附时间、菌体投加量等因素对其吸附铀的影响.通过对动力学模型、等温吸附模型和热力学方程进行拟合,研究了诱变绳状青霉吸附铀的行为.采用扫描电镜、能谱仪和红外光谱仪分析了吸附前后诱变绳状青霉细胞表面的形貌、化学组成和官能团结构的变化,进而探讨了吸附过程可能涉及的反应机理.结果表明,诱变绳状青霉在pH=6时吸附铀的效果最好,8h即达到吸附平衡,最大吸附量为200mg·g-1,对铀的吸附为细胞表面的缔合—OH、—CHO、不饱和键、—NH2、—PO43-等与铀的配位络合反应.     

电化学氧化与生物法联合降解木质素

为开发经济和环境安全的木质素降解技术,采用ECO-BD(electrochemical oxidation and biodegradation, 电化学氧化与生物降解)工艺联合降解木质素,以Ti/Sn-SbO₂电极为阳极,无水Na₂SO₄为电解质,在恒电流条件下,应用响应面法得到ECO-BD联合降解木质素的最佳电化学条件:电流密度为8.64 mA/cm2,电量为20.00 kC,c(Na₂SO₄)为0.15 mol/L. 在该条件下,ECO-BD对1 g/L木质素溶液的COD_Cr去除率为59.31%,单位能耗为28.87 kW·h/kg. 采用傅里叶变换红外光谱及气相色谱-质谱对ECO-BD联合降解木质素过程中的降解产物进行分析发现,ECO能有效地破坏木质素的酚羟基结构及发色基团,木质素多聚体的醚键先被断裂形成单体,随后芳环结构被氧化生成醌类化合物,再进一步开环和裂解生成小分子酸类或被矿化成CO₂和H₂O;电解后溶液生化可降解性由0.20~0.25升至0.31~0.37,缩短了后续生物降解时间. 研究显示,ECO能先行打断抵御微生物攻击的木质素顽固键合结构,有利于后续BD消除残余碎片,实现木质素的ECO-BD高效低成本降解.      

木质素降解及其对木质素作为陆源有机物指示计应用的影响

陆源有机物的归宿是全球碳循环研究的关键问题.木质素作为陆源有机物的重要指示计,在迁移转化过程中的降解(光降解和生物降解),对其指示作用产生一定的影响.本文简要介绍了木质素作为指示计的应用概况,重点综述了木质素降解的研究现状,总结了降解对木质素指示参数的影响,提出了修正降解影响的方法,指出多重示踪方法可以获取更加准确的信息,同时,对木质素降解的深入研究将进一步规范木质素作为指示计的使用并提高其应用价值.     

紫外线诱变提高特效菌的降解性能

采用紫外线诱变法对6 株特效菌进行处理,考察了诱变前后菌株理化性能及对难降解底物去除能力的变化.结果表明,紫外线诱变使菌株形态和ERIC-PCR 指纹图谱发生了明显改变;诱变后的菌株对目标难降解底物的降解能力均得到改善,其中, PNCB3、CB4、14357、EM 的降解率提高了20%以上.诱变后菌株经7 代转接后,降解性能无显著降低,具有一定遗传稳定性.诱变后复合菌剂可以明显提高废水生化处理系统对难降解物质的COD_Cr 的去除速率,延滞期缩短近2h,速率常数增大1.68 倍,同时可以显著提高系统抗击负荷与有毒物冲击的能力.     

基于猪场废水脱氮的典型木质素降解中间产物反硝化性能

猪场废水高效生物脱氮通常面临碳源不足的问题,秸秆在猪场周边广泛存在,是废水脱氮的潜在碳源来源,但其中的木质素难以被生物降解与利用.选取木质素降解过程的典型中间产物肉桂酸、对香豆酸和阿魏酸为研究对象,探究了其用作碳源的反硝化脱氮性能,以期为猪场废水脱氮过程秸秆“返碳”利用提供理论依据.批次试验表明,当C/N由6依次降低至3时,肉桂酸、对香豆酸和阿魏酸作为碳源时的最大比反硝化速率测定值分别为9.4、8.6、1.1 mg·g^-1·h^-1.采用Haldane模型拟合,计算出这3种中间产物作为碳源时的最大比反硝化活性分别为20.7、17.0和1.6 mg·g^-1·h^-1.肉桂酸用作反硝化碳源的潜力大于对香豆酸,阿魏酸则难以作为碳源进行反硝化脱氮.长期试验表明,随着反应器进水C/N由3升高至6,肉桂酸和对香豆酸的硝酸盐去除率分别稳定在90%和85%左右.高通量测序结果表明,肉桂酸组的污泥中典型反硝化细菌Thauera的丰度高于对香豆酸组,故反硝化效果更好.综上所述,定向调控木质素降解为肉桂酸有望缓解猪场废水生物...     

丝瓜瓤固定简青霉吸附废水中Pb2+和Cu2+的机理

采用一种新型固定载体——丝瓜瓤,固定简青霉(Penicillum sp.),研究其在溶液中对金属离子Pb2 和Cu2 的吸附效果,并探讨其生物吸附机理,分析其动力学特性.实验结果表明,用丝瓜瓤固定简青霉能高效去除废水中Pb2 和Cu2 .研究发现,溶液pH值对吸附过程有较大影响,最佳吸附pH值在5.5附近;最佳吸附温度为25～35℃;溶液浓度在10～500 mg·L-1范围内,固定化简青霉菌对重金属的吸附随金属离子浓度的增加而增加;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型;生物吸附平衡时间约为60min.用0.1mol·L-1HCl解吸,循环吸附-解吸5次后,固定化简青霉吸附金属离子的能力几乎不受影响     

青霉菌(Penicillium sp.)对三种活性染料的吸附和降解

通过14C标记底物的矿化实验发现青霉菌对多聚芳香族化合物有一定降解能力,本研究以3种偶氮和蒽醌型活性染料为作用底物,结果表明,青霉菌G-1 (Penicillium sp.)对染料进行吸附,吸附等温线符合Langmuir模型,最大理论吸附量(Q_max)可达169.5～243.9mg/g干重,被吸附染料最早在第4d完全脱色降解,有菌丝和去除菌丝的培养液中再次加入染料,均可在20～30h内使染料完全脱色降解.     

Tolerance and biosorption of copper （Cu） and lead （Pb） by filamentous fungi isolated from a freshwater ecosystem

Filamentous fungi are able to accumulate significant amount of metals from their environment. The potential of fungal biomass as agents for biosorption of heavy metals from contaminated sediments is currently receiving attention. In the present study, a total of 41 isolates of filamentous fungi obtained from the sediment of the Langat River, Selangor, Malaysia were screened for their tolerance and uptake capability of copper (Cu) and lead (Pb). The isolates were identified as Aspergillus niger, A. fumigatus, Trichoderma asperellum, Penicillium simplicissimum and P. janthinellum. A. niger and P. simplicissimum, were able to survive at 1000 mg/L of Cu(II) concentration on Potato Dextrose Agar (PDA) while for Pb, only A. niger survived at 5000 mg/L concentration. The results showed that A. niger, P. simplicissimum and T. asperellum have a better uptake capacity for Pb compared to Cu and the findings indicated promising biosorption of Cu and Pb by these filamentous fungi from aqueous solution. The present study was also determined the maximum removal of Cu(II) and Pb(II) that was performed by A. niger. The metal removal which occurred at Cu(II) 200 mg/L was (20.910 0.581) mg/g and at 250 mg/L of Pb(II) was (54.046 0.328) mg/g.     

Screening of flocculant-producing strains by NTG mutagenesis

Screening of new microorganism being able to produce efficiently flocculants was carried out. A new model for screening efficient flocculant-producing strains was designed and tested. The results showed that this model for screening efficient flocculant-producing strains is very reliable and can greatly shorten the screening period. 13 flocculant-producing strains were isolated from activated sludge by conventional method. A strain, designated as HHE6, produced the bioflocculant with the turbidity removal 98% for kaolin suspension. Six of 13 strains selected as the original strains were treated with NTG as mutagen, and five mutant strains(HHE-P7, HHE-A8, HHE-P21,HHE-P24, HHE-A26) with high flocculation efficiency was obtained by selection, which exhibited the flocculation rate for kaolin suspension above 90%. Strains HHE6, HHE-P7, and HHE-P24 were classified as Penicillium purpurogenum, HHE-P21 as Penicillium cyclopium,HHE-A26 as Aspergillus versicolor and HHE-A8 as Aspergillus fumigatus, and it is hitherto unreported for biofloccutant-producing strains of Penicillium. The growth of the six strains(HHE6, HHE-P7, HHE-A8, HHE-P21, HHE-P24, HHE-A26) had similar curves, i.e. firstly increasing rapidly, keeping relatively constant then and finally decreasing gradually with cultivation time. The production of bioflocculants by strains showed the similar pattern to strain growth.     

木素过氧化物酶的逆胶束纯化研究

采用一种新型的逆胶束体系对木素过氧化物酶(LiP)进行了纯化.在此逆胶束体系中,以鼠李糖脂(RL,一种阴离子生物表面活性剂)作为表面活性剂,异辛烷和正己醇分别作为非极性有机溶剂和助表面活性剂(体积比为1:1),分别考察了RL浓度、振荡时间及水相的离子强度和pH值等因素对LiP的前萃取和后萃取过程的影响.结果表明,在前萃过程中,水相的最佳pH值为3.0,RL和KCl的最适浓度分别为2.75mmol/L和0.04mol/L,振荡时间以30min为最佳(200r/min);在后萃过程中,水相的最佳pH值为6.0,KCl的最适浓度为0.5mol/L.在上述最佳条件下,LiP的酶活回收率(AR)和纯化倍数(PF)分别高达93%, 2.9倍.电泳分析结果进一步证实LiP的纯化效果较佳.     

正交实验选择嗜碱细菌降解木质素的

本文在复合碳源的碱性液体培养条件下(pH≈10.5),用正交实验法对嗜碱木质素降解细菌6号菌株降解木质素的金属离子培养条件进行了优化.结果表明,各金属离子对6号菌株产生的木质素降解酶Lac-case和MnP以及木质素降解率都有一定促进作用.分析正交实验结果表明,其中Mn2+和Cu2+是量主要的影响因素.各种金属离子的最佳综合水平为MnSO4@H2O0.7g/L、CuSO4@5H2O1mg/L、FeSO4@7H2O5mg/L、ZnSO4@7H2O30mg/L、CaCl2@2H2O50mg/L.