可降解聚乳酸的细菌选育及其解聚酶的研究

摘要

聚乳酸（PLA）是一种新兴的高分子材料，其理化性能优异，很多方面可与现阶段广泛使用的通用塑料相比，某些性能甚至超过通用塑料，而且聚乳酸还能被生物降解为无毒无害物，因此其应用前景被普遍看好，目前已被应用于医学、生态学、纺织业等高附加值领域。 本论文重点在于证明聚乳酸生物降解可行性。筛选出一株具有降解聚乳酸能力并可分泌聚乳酸解聚酶的细菌，探究该菌株分泌聚乳酸水解酶的最佳条件，分离、纯化出聚乳酸解聚酶，并对其酶学性质进行初步研究。 实验结果具体如下： 1．由野外采集的多个土样中筛选出可降解聚乳酸的一株细菌，经初步鉴定为纤维单胞杆菌属[Cellulomonas（Bergeyetal．，1923），Clark]，编号为DS2006。通过菌种培养条件优化实验，测得菌种产聚乳酸解聚酶的最适培养温度为35℃、最适培养pH值为7．4。 2．对DS2006产生的聚乳酸解聚酶进行分离纯化，并对其酶学性质进行初步探讨。纯化倍数约为14．87，酶活力回收率11．25％，酶蛋白的相对分子质量约为42．8kD。 3．该酶最适反应温度为45℃，最适反应pH值为7．5。在温度30℃以下和pH值7．0～8．0范围内时较稳定。金属离子Ca2+、Mg2+对PLA解聚酶有激活作用，而Cu2+、Hg2+、Zn2+等金属离子对此酶有明显抑制作用。质谱仪测得聚乳酸解聚酶降解聚乳酸的产物中含有乳酸及乳酸二聚体。 4．进行聚乳酸薄膜降解，降解时间为10天，降解后膜强度大大降低，透明度明显减弱，变为白色，膜的边角明显变圆，质地变酥脆。从扫描电镜观察到试样表面部分地方开始变化，聚乳酸膜逐渐走向解体，膜表面因被降解而开始变得不平直至膜出现细微裂痕和空洞。

目录

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引 言

一、文献综述

1、聚乳酸简介

2、聚乳酸的合成与加工

3、聚乳酸应用

4、聚乳酸降解特性

5、本论文工作目的

二、实验材料与方法

1、实验材料

2、培养基（W/V）

3、可降解聚乳酸菌株的筛选

4、聚乳酸降解菌株降解速率的测定

5、菌株DS2006的初步鉴定

6、蛋白质的测定方法

7、最适产酶条件测定

8、酶的分离纯化方法

9、酶的最适反应温度的测定

10、酶的热稳定性的测定

11、酶的最适反应pH的测定

12、酶的pH稳定性的测定

13、分子量的测定

14、聚乳酸膜的降解

15、降解产物的测定

16、主要仪器

三、实验结果

1、可降解聚乳酸菌株的筛选和纯化

2、不同菌株降解酶活性的比较

3、菌种DS2006的初步鉴定

4、菌种DS2006最佳产酶条件测定

5、聚乳酸解聚酶的分离纯化

6、酶的基本性质

7、酶的降解产物

8、酶对PLA膜的降解

四、讨论

结 论

参考文献

致 谢