环境生物学

X17200602576壳聚糖固定化云芝漆酶的制备及特性/陈辉(北京大学环境学院环境科学系)…∥北京大学学报(自然科学版)/北京大学.-2006,42(2).-254~258环图N-4以壳聚糖为载体,戊二醛为交联剂制备固定化漆酶,测定了不同戊二醛浓度、交联时间、给酶量以及固定化时间对固定化漆酶活性的影响。结果表明,固定化反应的最佳条件为戊二醛浓度5%,交联时间8h,给酶量20mg/g载体,固定化时间6h,在此条件下制备的固定化漆酶酶活性保持率为52.2%。此固定化漆酶具有最大活性时的溶液pH值在4.5,相比于自由漆酶的最佳pH值5.0,其向酸性偏移;与自由漆酶相比,固定化…     

利用固定化技术与添加表面活性剂增强双酚A降解率的研究

以SiO_2为载体,戊二醛为交联剂,用以固定游离态漆酶降解双酚A(Bisphenol A,BPA).同时,对比了游离态漆酶与固定化漆酶在不同pH值与温度下的最佳酶活与酶稳定性,再通过添加表面活性剂来增加酶活及BPA去除效果.结果表明,与游离态漆酶相比,固定化漆酶对不同酸碱的适应性与耐热性均有所提高,在pH为2~8时,固定化漆酶的活性均高于游离态漆酶,且最佳活性温度也从游离态漆酶的40℃提高至50℃.在BPA降解率方面,固定化漆酶的降解率皆高于游离态漆酶,反应6 h后,对100 mg·L~(-1)BPA的去除率可分别达到92%与85%.通过添加非离子型表面活性剂Triton X-100,反应4 h后固定化漆酶可完全降解BPA,相对活性为67%;游离态漆酶于6 h将BPA降解完全,相对活性为32%.实验证实Triton X-100可作为酶活诱导剂用以提高漆酶活性及BPA的降解率,降低了处理成本且具有一定的应用前景.     

环氧化PVA载体固定漆酶的最佳工艺条件研究

在T=35℃,HAc-NaAc缓冲溶液pH为4的条件下,用环氧化PVA载体对漆酶进行固定化,固定后酶活为游离酶活的95%。用该固定化漆酶处理制浆造纸废水,反复使用6次后,酶活仍保持为初始酶活的45%,且每次COD去除率在40%以上,处理后的废水BOD增大了50%,废水可生化性得到很大提高。     

电纺漆酶催化降解水中双酚A性能研究

以模拟地表水中的双酚A(BPA)为目标污染物,采用聚乳酸-乙醇酸共聚物(PDLGA)作为纺丝材料,利用静电纺丝固定化漆酶制作载漆酶电纺纳米纤维膜,考察了BPA溶液降解效果,分析了温度、pH等影响因素。结果表明：电纺纳米纤维膜固定化漆酶对游离酶的活性保留率为78.5%;固定化漆酶对低浓度BPA(100μg/L)和高浓度BPA(100 mg/L)的2 h降解率分别达到83.5%和31.7%;在温度为5～45℃的变化范围内,固定化酶和游离酶对BPA的降解率变化区间分别为31.2%～71.2%和29.8%～89.4%;在pH为1～9的变化范围内,固定化酶和游离酶对BPA的降解率变化区间分别为12.2%～64.7%和0～59.8%。     

固定化漆酶深度处理麦草浆造纸废水的研究

以海藻酸钠固定化漆酶,利用固定化漆酶处理造纸废水,采用单因素试验方法确定各个因素对废水处理效果的影响。采用正交试验设计方法,对固定化漆酶处理造纸废水的适应条件进行优化研究,得到最佳反应条件为:pH值为4,反应时间为24h,摇床转速为160r/min,反应温度为40℃。在最佳反应条件下,固定化漆酶对造纸废水的色度去除率在70%以上,对COD的去除率均在65%以上。     

平菇漆酶的性质和应用研究

通过采用硫酸铵分级沉淀对平菇菌种831和予6两菌种所产生的漆酶进行了初步分离,并对酶的性质进行了初步研究,研究表明它们的最适反应温度都在60℃,最适反应pH都在3.0,对831漆酶进行除酚和固定化脱色的研究表明,在最佳除酚条件下50℃,pH5.0,反应3h,对25mg/L单宁酸的去除率可达24.4%,在所研究的不同固定化材料中,以尼龙网为材料的固定化效果最好,固定化酶对50mg/L的活性艳蓝脱色率可达游离酶脱色率的76%,重复应用4次脱色率没有降低趋势,之后逐渐下降。     

平菇漆酶的性质和应用研究

通过采用硫酸铵分级沉淀对平菇菌种831和予6两菌种所产生的漆酶进行了初步分离,并对酶的性质进行了初步研究,研究表明它们的最适反应温度都在60℃,最适反应pH都在3.0,对831漆酶进行除酚和固定化脱色的研究表明,在最佳除酚条件下50℃,pH5.0,反应3h,对25mg/L单宁酸的去除率可达24.4%,在所研究的不同固定化材料中,以尼龙网为材料的固定化效果最好,固定化酶对50mg/L的活性艳蓝脱色率可达游离酶脱色率的76%,重复应用4次脱色率没有降低趋势,之后逐渐下降。     

固定化蛋白酶对废水中蛋白质的水解效果与机理

采用吸附方法将蛋白酶固定于活性炭、大孔树脂和硅胶载体上,分别研究了3种载体蛋白酶固定化效果,酶活性以及对淀粉加工黄浆废水中蛋白质的水解效果.批次试验结果表明,3种载体蛋白酶固定效果分别为:硅胶20.31%,大孔树脂37.85%,活性炭61.95%;酶活性最高时pH均为5.5;酶活性分别为3.6mg/min、21.48mg/min和18.68mg/min .水解后,大孔树脂和活性炭固定酶的水解产物氨基酸总量分别较水解前增加21.26倍和14.6倍;产物中检出1 6种氨基酸,较水解前增加2种.以大孔树脂为载体构建固定化酶反应器进行连续进水试验,结果表明:进水中蛋白质浓度明显影响反应器的水解效果,当其蛋白质浓度与反应器的酶浓度匹配时(500mg/L) ,反应器能获得80 %蛋白质水解率和36.1%有机物水解酸化率.挥发性水解产物组成以乙醇和乙酸为主,分别占50.3%,33.3%.为乙醇型水解.     

镰刀菌(Fusarium sp.)HJ01对中性艳蓝GL的脱色降解特性研究

利用镰刀菌(Fusarium sp.)HJ01降解中性艳蓝GL,经扩增翻译延伸因子TEF1对HJ01菌株做了种的鉴定,并考察了温度、pH值对该菌株降解酶漆酶的活性,以及对中性艳蓝GL脱色率及COD去除率的影响.结果表明,该菌株属层出镰刀菌(Fusarmm proliferatum).HJ01菌株所产降解酶漆酶在pH为2.0～8.0内相对活性在12%～96%之间,在pH=4.0时,相对活性最大;在25～65 ℃内,随着温度的升高,漆酶相对活性增大;在65～85 ℃内,随着温度增大,漆酶相对活性降低.HJ01菌株在25℃、50 r·min-1条件下,于液体培养基中培养96h后加入到25mL含100mg·L-1中性艳蓝GL的溶液中,在35℃、50 r·min-1、pH=4.0条件下继续培养100h后,中性艳蓝GL的脱色率达100%,培养至120h后,COD去除率达87.8%.紫外光谱分析表明,中性艳蓝GL的发色基团蒽醌环被漆酶打破.     

固定化碳酸酐酶的特性及催化吸收CO_2的实验研究

采用海藻酸钠包埋和戊二醛交联法固定碳酸酐酶,比较游离酶和固定化酶的酶学性质,并用固定化酶催化吸收CO2.实验结果表明:固定化酶的酶活力回收率是56.3%;最适反应温度为30℃,最适p H为7,在T=30~40℃和p H=6~10区间有稳定和很高的相对酶活力;固定化酶在60℃温浴1 h后,能保持39.8%的相对酶活力,而游离酶已经基本完全失去活性,固定化酶在p H=5.0~11.0范围内p H稳定性显著;固定化酶在T=30℃下催化吸收CO2效果显著,10%的反应时间完成了80.2%的催化反应,催化吸收CO2的量是空白试验的4.2×103倍,SEM显示反应后的固定化酶表面出现大量形状不规则的小孔,空隙结构变得发达;固定化酶具有良好的储存稳定性和操作稳定性.     

聚乙烯醇固定化微生物载体的制备及其对氨氮废水的处理研究

以聚乙烯醇、硼酸、丙三醇、海藻酸钠、戊二醛、碳酸钙为原料制备固定化微生物载体,然后将硝化细菌固定到载体上,用于对水体氨氮的处理。探讨了戊二醛的加入对载体的水溶膨胀性、含水量、化学稳定性、固定化微生物活性的影响;研究了固定化微生物对氨氮去除效果。结果表明,当戊二醛的质量分数为0.3%时,载体的含水量、化学稳定性、固定化微生物活性较好;所制备得到的固定化微生物载体可以较好地固定硝化细菌,对氨氮废水具有较好的处理能力。     

固定化混合菌处理高盐含油废水

对固定化微生物的除油性能进行研究,结果表明:以甘蔗渣和海绵为载体的固定化微生物的除油效果比游离状态的微生物除油效果好。甘蔗渣的最佳投加量为20 g/L(干重),最佳固定化条件为:固定化时间为36 h、pH为6、温度为40℃,在最佳固定化条件下菌种接入废水24 h后,除油率达62%;海绵的最佳投加量为5 g/L(干重),最佳固定化条件为:固定化时间48 h、pH为7、温度为35℃,在最佳固定化条件下菌种接入废水24 h后,除油率达75.8%;以甘蔗渣为载体的固定化微生物在处理时间为108 h时,除油率达最高为84.5%,以海绵为载体的固定化微生物在处理时间为96h时,除油率达82.4%。     

固定化条件对苯系物细胞传感器检测效果的影响

利用海藻酸钠作为包埋剂对苯系物细胞传感器Pseudomonas fluorescens A506(pTS)进行固定化处理,并对细胞浓度、固定化时间、投加量等检测因素进行了优化.固定化后的细胞与游离细胞对苯系污染物的检测效果进行对比.经过2 h固定化处理的细胞传感器,在检测时间1.5～6.0 h内,信号上升速度为游离细胞的2.26倍,信号最大值为游离细胞的2.23倍.固定化处理后的细胞生长缓慢,且浓度远低于游离细胞,说明了固定化处理后的单位细胞信号强度增加.同时,细胞浓度随着固定化时间的延长而降低.在影响因素方面,细胞浓度和固定化时间对于检测信号的影响较大.固定化后,对高浓度的苯系污染物有着更快的信号响应.     

固定化酶催化氧化去除水溶液中酚的研究

用海藻酸钙凝胶包埋辣根过氧化物酶制成固定化以过氧化氢为氧化剂,进行了固定化酶催化氧化去除水溶液中酚的实验研究。对于１００ｍｌ酚住房为１００ｍｇ／Ｌ的单一苯酚或邻氯基水溶液,控制条件为：３％海藻酸钠液３０ｍｌ,凝胶粒径１ｍｍ,固定化时间１ｈ,酶包埋量５０ｕ,反应时间１ｈ,ｐＨ６及过氧化氢加入量２ｍｍｏｌ,单一苯酚和单一 基酚水溶液的酚去除率可分别超过８０％和７０％。     

木质素过氧化物酶在球型介孔材料上的固定化特性研究

在醋酸-醋酸钠缓冲体系(pH=3.5)中以聚乙二醇-聚丙三醇-聚乙二醇三嵌段共聚物(P123)为模板,正硅酸甲酯(TMOS)为硅源,1,3,5-三异丙基苯(TIPB)为扩孔剂合成了具有规则六方形孔道(11.6nm)的微米级球型颗粒.以合成的介孔材料为载体,采用物理吸附法对木质素过氧化物酶(LiP)进行固定化,研究了初始酶量和固定化时间等因素对固定化效果的影响,以及固定化对LiP酶学性质和稳定性的影响.结果表明,当初始酶量(E)与载体量(MS)比为76.8mg/g,固定化反应12h时,固定化LiP可获得最大蛋白质负载量(8.87mg/g)和最大表观活性(41.45U/mg).与游离酶相比,固定化LiP的最适pH和温度均未有明显变化,但pH稳定性和热稳定性都有了不同程度的提高,在4℃条件下保存7周后固定化LiP活性几乎没有损失,且在重复使用6次后,可保留近30%的活性.     

藻菌固定化在畜禽养殖废水深度处理中的参数优化

以模拟废水为研究对象,基于藻菌包埋固定化在畜禽养殖废水处理中的处理效果和微生物生长情况,来优化藻菌固定化小球的制备条件和试验参数。以固定化小球强度、微生物生长情况、污染物去除效果为考察指标,通过正交试验,采用多指标全概率分析法和SPSS软件分析,确定藻菌固定化的优选参数组合:海藻酸钠（SA）、氯化钙（CaCl₂）浓度及固定化时间。然后,运用Design-Expert 10软件设计响应曲面实验,对相关实验参数做进一步优化。实验结果表明:正交实验得到的一组优选参数为SA浓度3%、CaCl₂浓度1%、固定化时间12 h;最终通过响应曲面法进一步优化得到最优参数为SA浓度4%、CaCl₂浓度0.5%、固定化时间6 h,在此最优参数条件下固定化小球强度、微藻生长速率、TN去除率分别达到-13.58%、 0.193、 89.55%。     

聚乙烯醇固定化微生物新方法的研究

为克服聚乙烯醇(PVA)固定化微生物存在的缺点,本文以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为固定化载体,采用5种不同固定化方法,即PVA-硼酸法、PVA-硝酸盐法、PVA-磷酸盐法、PVA-硫酸盐法、PVA冻融法,制备固定化活性污泥颗粒,研究了固定化微生物颗粒的机械稳定性及生物活性.结果表明,PVA-硫酸盐法制得的固定化微生物颗粒具有较高的机械稳定性和生物活性,该法为固定化微生物的较好方法.对PVA-硫酸盐法固定化条件进行了优化,当PVA浓度为12％、Na2SO4浓度为0.5 mo1·L-1,在含有2％ CaCl2的饱和硼酸中交联1h,Na2SO4溶液中交联4h,得到的固定化微生物颗粒活性较高.通过对PVA-硫酸盐法制备的固定化颗粒的稳定性考察发现,颗粒的机械稳定性和生物活性随时间变化,最后逐渐趋于稳定,使用寿命在30 d以上,具有良好的稳定性.     

己烯雌酚降解菌固定化条件优化及其降解性能

以海藻酸钠为包埋剂,制备了己烯雌酚(DES)降解菌株S(Serratia sp.)的固定化菌剂,通过正交试验确定了菌株S的最佳固定化条件:海藻酸钠质量分数为4%,菌悬液与海藻酸钠重量比为1:2,CaCl₂质量分数为4%,交联时间为6h.菌株S的固定化菌剂比游离菌株更有优势;7d时,固定化菌株S对无机盐培养基中DES的去除率为83.84%,较游离菌株高22.84%.优化了固定化菌株S对溶液中DES的处理条件:固定化菌株S接入量为300g/L,初始底物浓度为20~40mg/L.固定化菌株S对DES浓度为40.01,37.90 ,33.52μg/L 3个排污口污水中DES的去除率分别达90.0%,96.0%,96.7%.利用固定化菌株处理实际污水中DES等雌激素具有应用潜力.     

Mesoporous silicas synthesis and application for lignin peroxidase immobilization by covalent binding method

Immobilization of enzymes on mesoporous silicas (MS) allows for good reusability. MS with two-dimensional hexagonal pores in diameter up to 14.13 nm were synthesized using Pluronic P123 as template and 1,3,5-triisopropylbenzene as a swelling agent in acetate buffer. The surface of MS was modified by the silanization reagents 3-aminopropyltriethoxysilane. Lignin peroxidase (LiP) was successfully immobilized on the modified MS through covalent binding method by four agents: glutaraldehyde, 1,4- phenylene diisothiocyanate, cyanotic chloride and water-soluble carbodiimide. Results showed that cyanotic chloride provided the best performance for LiP immobilization. The loaded protein concentration was 12.15 mg/g and the immobilized LiP activity was 812.9 U/L. Immobilized LiP had better pH stability. Acid Orange II was used to examine the reusability of immobilized LiP, showing more than 50% of the dye was decolorized at the fifth cycle.     

Decolorization of reactive Brilliant Blue KN-R by immobilized cells of Aspergillus ficuum

Aspergillus ficuum was immobilized with sodium alginate, and decolorization of Reactive Brilliant Blue KN-R was studied on immobilized and free Aspergillus ficuum. The optimal preparation condition of the strain immobilization was obtained by the orthogonal test, it is sodium alginate 3%, CaCl2 5%, wet mycelia 30 g/L, calcific time 8 h. It was found that the immobilized cells could effectively decolorize Reactive Brilliant Blue KN-R, the optimum temperature and pH were 33℃ and 5.0, respectively. The kinetics study of decolorization of immobilized cells showed that the decolorization of Aspergillus ficuum immobilized conformed to zero-order reaction model. The decolorization efficiency of immobilized cell compared with that of free cell in different physical conditions. Results showed that the decolorization of immobilized cells with mycelia had the best efficiency. The immobilized cells could be reused after the first decolorization.