纺织用碱性耐热过氧化氢酶的工业化生产和应用研究

摘要

过氧化氢酶，简称CAT，存在于所有好氧微生物和动、植物细胞内，可以快速有效地将H2O2分解为H2O和O2。目前已有过氧化氢酶产品用于织物漂白工艺中替代水洗和化学试剂还原法去除H2O2。同从动植物组织中提取相比，经特定方法筛选得到的微生物合成的过氧化氢酶具有耐热和耐碱等优点。 本论文以嗜热子囊菌ThermoascusaurantiacusWSH03-01为出发菌株，在实验室前期研究的结果上，以中试生产为目的，考察了以工业级原料的替代;确定了合适的接种量和起始pH；在考察金属元素对发酵产酶的影响时发现，添加适合浓度的和Zn2+碳酸钙对产酶有着较大的促进作用；考察了乙醇的添加方式对产酶的影响；将7L发酵罐发酵结果分别放大到1.5m3和5m3发酵罐规模，获得了成功；此外还将生产获得的过氧化氢酶在印染厂漂染车间进行了实际的生产应用，验证了ThermoascusaurantiacusWSH03-01合成的过氧化氢酶去除漂白残余的过氧化氢酶的酶法工艺替代传统热漂工艺的潜力。主要研究内容如下： (1)在不影响菌体产酶水平的前提下，发现可以用玉米淀粉替代英国胶作为发酵培养基中的碳源；以(NH4)2SO4部分替换种子和发酵培养基中的蛋白胨作为氮源，优化后种子培养基中蛋白胨的用量可以减少40％，发酵培养基中的用量可以减少20％。确定适宜的接种量为10％，起始pH为8.0，摇瓶产酶水平可以达到1845U/mL。 (2)在摇瓶水平上考察发现向培养基中添加为0.1mmol/L的Zn2+时和10g/L的CaCO3，产酶可以分别提高15％和20％。在7L发酵罐上考察了乙醇添加的方式，从48h开始将1％的乙醇分六次平均加入可以替代原有匀速流加方式，酶活达到3103U/mL。 (3)在1.5m3发酵罐和5m3发酵罐上采用两阶段控制搅拌转速和补加乙醇的策略，酶活在120h时过氧化氢酶达到了1594U/mL；发酵在96h时过氧化氢酶酶活达到了2380U/mL，总提取收率达到77％。 4)在无锡天时针织有限责任公司的漂染车间进行了实际生产的应用试验，结果表明该酶能在60C、pH11的条件下，在20分钟内将漂白液中剩余的过氧化氢完全去除。表明该酶在实际生产中有着良好的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章适用于嗜热子囊菌WSH 03-01发酵生产CAT的工业化的营养条件研究

第三章嗜热子囊菌WSH03-01合成CAT发酵条件的优化

第四章嗜热子囊菌WSH03-01合成的CAT中试生产和应用试验研究

第五章结论

参考文献

在读硕士期间发表文章

致谢