不同酶强化污泥为燃料微生物燃料电池特性对比分析

采用单室无膜悬浮阴极微生物燃料电池(MFC),对比分析了蛋白酶和淀粉酶强化剩余污泥为燃料的MFC(ESMFC)产电特性、酶特性和污泥减量化效果。研究表明,投加蛋白酶的ESMFC最大功率密度比对照组增加106.2%,投加淀粉酶时ESMFC最大功率密度比对照组增加48%。蛋白酶作用主要体现在投加后的前12小时,而淀粉酶作用时间则较长,为投加后的前144小时,但在运行前期,由于高温作用,导致系统内的酶活性较强,投加的淀粉酶作用则不明显。投加蛋白酶的系统内TCOD、TSS和VSS去除率分别为82%、65%和85%,而投加淀粉酶的系统内TCOD、TSS和VSS去除率分别达到86%、67%和88%。此研究对于ESMFC中外加酶的选择具有一定意义。     

不同载体对淀粉酶固定化的比较研究

采用海藻酸钠微胶囊法和壳聚糖交联法对淀粉酶进行固定化,比较两种淀粉酶固定化方法的优劣。结果表明,两种固定化酶的活力回收分别为33．2％、26．6％,比活力分别为27．1U／mg蛋白、24．2U／mg蛋白,最适pH分别为5．0、8．0。海藻酸钠微胶囊法热稳定性、pH稳定性、操作稳定性、贮存稳定性明显高于壳聚糖交联法,因此海藻酸钠微胶囊法较佳,具有一定应用价值。     

超声波促进好氧/缺氧污泥消化过程中水解酶活性变化研究

为评价超声波促进污泥好氧/缺氧消化的作用,采用频率28 kHz,声能密度为0.15 kW.L-1和超声时间10 min的超声参数与好氧/缺氧消化衔接,研究了污泥的SS、VSS及水解酶活性(淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、蛋白酶、磷酸酶)在消化过程中的变化趋势,同时以未经超声处理的消化污泥作为对照.结果表明,经过超声波-好氧/缺氧消化13 d,VSS去除率为44.3%,高出对照污泥14.9%.污泥中水解酶活性随消化天数增加呈先增加后减少的变化趋势,其中超声污泥的淀粉酶和葡萄糖苷酶活性在第5 d达到峰值,此时VSS淀粉酶活性为0.104μmol.g-1,葡萄糖苷酶活性为0.637μmol.g-1.超声污泥中胞内蛋白酶和胞外蛋白酶在第7 d达到峰值,胞内蛋白酶活性为23.68μmol.g-1,远远大于胞外蛋白酶,在污泥消化过程中起主导作用.超声污泥中酸性磷酸酶活性高于对照污泥,而碱性磷酸酶对环境改变较为敏感,超声波预处理改变污泥内部性质,导致碱性磷酸酶活性减少.     

淀粉酶前处理应用于猪粪沼气发酵的研究

沼气发酵经历了水解、产氢产乙酸和产甲烷三个阶段,若发酵原料是一些小分子水溶性物质,则产甲烷阶段将是整个过程的限制阶段,若发酵原料为大分子复杂有机物,则第一阶段便成了限制阶段。在实际应用中,沼气发酵的原料通常为复杂的大分子有机物,因此原料的水解反应速度决定了整个沼气发酵过程的速度。为消除水解阶段的限制,提高沼气发酵的效率,本实验尝试采用水解酶前处理技术,在猪粪沼气发酵前,先用淀粉酶预处理。实验结果表明经淀粉酶处理后,猪粪的TS和VS降解率,累积产气量,原料产气潜力,最大容积产气率,与对照组相比有明显的提高,其中经α-淀粉酶和γ-淀粉酶共同处理的TS和VS降解率分别提高了10.84%和11.11%、累积产气量提高了14.71%、原料产气潜力提高了14.7%、最大容积产气率提高了19.79%。     

盐度对刺参(Apostichopus japonicus)消化酶活力的影响

以刺参(Apostichopus japonicus)为实验对象,分别设置5个盐度水平(23、26、29、32和35),采用酶活性分析的方法比较研究了在不同盐度的养殖环境下,刺参消化道内前肠和中肠不同部位蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶3种消化酶活性的差异.结果表明,盐度对刺参消化酶活性影响显著(P<0.05).蛋白酶活力在盐度...     

产冷适应复合酶菌株Pseudomonas sp.NJ197的选育、发酵条件及酶学性质

从南极普利兹湾深海沉积物中筛选到一株同时产多种冷适应酶的菌株NJ197,细菌学形态鉴定及16S rDNA序列分析表明,该菌株属于假单胞菌属(Pseudomonas).生长特性研究表明,该菌株属于耐冷菌,其最适生长温度为5~15℃.NJ197菌株能利用多种单一的碳、氮源产酶,最适产酶温度为20℃,最高产酶温度为30℃.粗酶液经硫酸铵盐析、DEAE cellulose-52柱层析初步分离纯化后进行酶学性质的研究.该菌株所分泌复合酶中脂肪酶和淀粉酶的活力最高,它们的最适作用温度分别为30℃和35℃,最适pH值分别为9.0和9.5,对热敏感,是典型的碱性冷适应复合酶.Ca2 、Mn2 、Cu2 、Co2 、Fe3 对该复合酶有较为明显的激活作用,而Zn2 、Hg2 、Rb2 、Cd2 、EDTA则能抑制酶活.其中脂肪酶能在高浓度的SDS、CHAPS等变性剂中表现出较好的稳定性.图5表2参21     

一株中度嗜盐淀粉酶产生菌的分离鉴定及酶活测定

为开发极端环境工业用酶,从新疆盐碱土微生物中分离得到一株中度嗜盐高产淀粉酶活性菌株H3,其能耐受30%盐浓度和pH 11的极端环境.通过形态特征、生理生化实验及16S rRNA基因序列分析,确定H3属于Gracilibacillus属.该菌株能在盐浓度为0~30%的培养基上生长,最适生长盐浓度为5%~10%,最适pH值为8.5.在最适生长盐浓度、pH条件下,其淀粉酶活性可达到4 830个活力单位,可用于高盐高碱环境下淀粉的水解.     

南极微球菌产低温淀粉酶条件优化及酶学性质初步研究

采用单因素试验对南极微球菌(Micrococcus antarcticus)产低温淀粉酶的条件进行了初步优化,其发酵培养基组成为(g/L):Na2HPO42.0,KH2PO41.0,MgSO4.7H2O 0.1,NaCl 5.0,(NH4)2SO42.5,麦芽糖5.0,微量元素溶液5.0 mL,pH 8.0,500 mL三角瓶装液100 mL,12℃,160 r/min振荡培养64 h,在此条件下,发酵液酶活由优化前的0.24 U/mL提高到2.6 U/mL,是优化前的10.8倍.发酵液经Millipore超滤膜包浓缩、Hitrap Q阴离子交换层析、Superdex 200凝胶过滤层析纯化获得纯淀粉酶.该淀粉酶的最适作用温度为30℃,在10~15℃下仍具有较高活性,但对热敏感,属典型的低温酶;最适作用pH为6.0,在pH 6.0~10.0范围内较稳定(>70%);Ca2+、Mn2+、Co2+、Mg2+对该酶有较为明显的激活作用,而Zn2+、Ba2+、Ag+、Cu2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Hg2+、螯合剂EDTA、citrate则对该酶有不同程度的抑制作用,并且在Tween系列及TrintonX-1...     

黑曲霉固态发酵三七渣产淀粉酶的研究

以三七渣为基质,采用黑曲霉固态发酵产淀粉酶,考察了硫酸铵(氮源)添加量、三七渣粒径、固体培养基含水率、发酵温度、发酵时间、菌悬液接种量等因素对产淀粉酶效果的影响,并采用正交实验对发酵条件进行了优化。单因子实验结果表明,黑曲霉固态发酵三七渣产淀粉酶适宜的硫酸铵添加量为40～60mg/g(以干药渣计),最佳三七渣粒径为100目,最适固体培养基含水率为55%,最佳发酵温度为34℃,最适发酵时间为7d,最佳菌悬液接种量为10%(质量分数)。正交实验多重比较的结果表明,优化的发酵条件为:硫酸铵添加量50mg/g,发酵温度34℃,发酵时间5d,在此发酵条件下,黑曲霉固态发酵三七渣产生的淀粉酶的酶活可达84.15U/g(以湿物料计)。     

淀粉酶促进剩余污泥热水解的研究

考察了微好氧条件下,外加淀粉酶对污水处理剩余污泥热水解的影响,以及水解过程中污泥上清液各成分的变化情况,并对酶水解过程的动力学进行了分析.结果表明,淀粉酶的加入对剩余污泥的热水解有促进作用.在最适温度50℃,酶投加量0.5g/L条件下,水解4h后,污泥中SCOD/TCOD达到30.98%,比未加酶时高7.68%.在淀粉酶催化作用和热水解的共同作用下,污泥固体溶解,大分子碳水化合物被水解成小分子糖类,固相蛋白质溶出,并进一步水解.污泥水解过程中,上清液糖、蛋白质浓度均呈现先增加后降低趋势.加酶后污泥上清液中糖、蛋白质浓度分别于4h、6h达到最大值271.43mg/L和1437.37mg/L.污泥水解反应前4h内,VSS溶解率和SCOD/TCOD增加迅速,符合一级反应动力学,4h后反应趋于平衡.4h时VSS溶解率达到22.01%.