一种酶抗逆助剂的制备及其在废水净化处理中的应用

摘要

近海岸海水、船舶废水（压载水、洗舱水、脱硫废液）等污废水中均含有较高浓度的氨氮和石油烷烃。对这类废水的生物净化处理，要求具有高盐适应性、能同时降解转化氨氮和石油烷烃的特性及高效性。本文拟利用抗逆助剂协助下的复合酶制剂污废水净化处理技术，进行模拟船舶废水脱氮和石油烷烃降解研究。
　　本文从大连某盐场的盐池底泥中分离筛选出一株能够合成Ectoine的菌株H02，菌株H02经形态鉴定、16S rDNA鉴定为Halomonas属菌株，命名为Halomonassp.H02。利用液相色谱与红外光谱特征峰分析的方法鉴定Halomonas sp.H02合成物质，确定其为Ectoine。经分泌性鉴定Halomonas sp.H02为Ectoine非分泌型菌株。考察了Halomonas sp.H02的的生长及Ectoine发酵特性，其最适发酵培养基种类为MG改良培养基，最适碳源种类为谷氨酸钠，最适盐浓度为90 g/L;利用单因素实验考察了影响Ectoine合成的培养基各因素水平，并通过响应面法寻求最优的Ectoine发酵培养基，采用低渗透压冲击法制备Ectoine，所得制备率均值为94.0％。
　　考察了辣根过氧化物酶(HRP)和漆酶两种污水处理常用酶的最适测定条件及Ectoine对极端环境下两种酶的的抗逆保护作用。结果表明:HRP酶的最适温度为30℃，最适pH为6，NaCl浓度对HRP酶活性具有明显抑制作用;漆酶对盐敏感，最适温度为40℃，最适pH为4。Ectoine对于高盐、极端温度、极端pH下酶活性的保护具有显著作用。将HRP、漆酶及其它具有降解石油、脱氮功能性的细胞粗酶干粉混合制备酶制剂，同时添加Ectoine作为抗逆助剂。结果表明:混合酶抗逆助剂对于模拟船舶含油污水（含油脱硫废液）具有显著处理效果，石油降解率最高达到52.5％，此时脱氮率为44.2％。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 渗透压补偿溶质作为酶抗逆助剂的研究现状

1．1．1 渗透压补偿溶质的种类及性质

1．1．2 中度嗜盐菌的研究进展

1．1．3 Ectoine的性质及微生物合成

1．1．4 Ectoine的生物合成途径

1．1．5 Ectoine合成条件优化研究

1．1．6 Ectoine的合成及代谢调控机理

1．1．7 Ectoine的发酵工艺

1．1．8 Ectoine的应用

1．2 酶制剂在极端环境下稳定性及提高稳定性研究

1．2．1 酶的催化特性

1．2．2 酶的结构稳定性

1．2．3 酶在极端环境下的稳定性

1．2．4 渗透压补偿溶质对酶的抗逆协助研究

1．3 酶制剂在污废水治理中的应用

1．3．1 用于污废水处理中的酶及酶制剂

1．4 本课题的研究目的、内容及意义

2．1 实验材料

2．1．1 菌株分离样品

2．1．2 菌株

2．1．3 培养基

2．1．4 实验设计及分析软件

2．1．4 主要药品

2．1．5 主要试剂

2．1．6 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 菌株分离筛选方法

2．2．2 革兰氏染色

2．2．3 16S rDNA鉴定

2．2．4 菌体生长量测定

2．2．5 Ectoine发酵及诱导释放

2．2．6 Ectoine的液相色谱法鉴定

2．2．7 Ectoine的红外光谱法鉴定

2．2．8 Ectoine浓度测定

2．2．9 Ectoine的制备

2．2．10 辣根过氧化物酶活性的测定

2．2．11 漆酶的发酵方法

2．2．12 漆酶活性的测定

2．2．13 酶抗逆助剂的制备

2．2．14 酶制剂在Ectoine抗逆协助下降解含油脱硫废液实验

2．2．15 石油降解率的测定

2．2．16 总无机氮的测定方法

第3章 Ectoine合成菌株的筛选、鉴定

3．1 实验材料与方法

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验方法

3．2 实验结果与讨论

3．2．1 Ectoine合成菌株的分离、筛选及分泌性鉴定

3．2．2 菌株H02的分类鉴定

3．2．3 Halomonas sp．H02菌株合成Ectoine鉴定

3．3 本章小结

第4章 Halomonas sp．H02合成Ectoine条件优化

4．1 实验材料与方法

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验方法

4．2 实验结果与讨论

4．2．1 Halomonas sp．H02的Ectoine合成条件优化

4．2．2 Halomonas sp．H02合成Ectoine发酵培养基优化的单因素实验

4．2．3 Halomonas sp．H02合成Ectoine发酵培养基的响应面法优化

4．2．4 Halomonas sp．H02低渗透压冲击法提取Ectoine

4．2．5 讨论

4．3 本章小结

第5章 Ectoine对辣根过氧化物酶及漆酶的抗逆协助

5．1 实验材料与方法

5．1．1 实验材料

5．1．2 实验方法

5．2 实验结果与讨论

5．2．1 Ectoine对辣根过氧化物酶的抗逆协助

5．2．2 Ectoine对漆酶的抗逆协助

5．3 本章小结

第6章 Ectoine协助下复合酶制剂对模拟船舶污水的处理

6．1 实验材料与方法

6．1．1 实验材料

6．1．2 实验方法

6．2 实验结果与讨论

6．2．1 复合酶制剂的制备

6．2．2 Ectoine协助下复合酶制剂对模拟船舶污水的处理

6．2．3 讨论

6．3 本章小结

结论

参考文献

致谢

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