木素过氧化物酶的生产、固定化及其在染料降解中应用

摘要

本文研究了利用鼓泡塔间歇培养固定化黄孢原毛平革菌合成木素过氧化物酶，通过初步分离纯化后，采用两种不同的材料进行酶的固定化，研究了固定化条件、固定化酶性质、固定化酶对染料的降解脱色。 研究发现，使用鼓泡式反应器进行固定化黄孢原毛平革菌培养合成木素过氧化物酶，更有利于产酶。考察了通气量对鼓泡式反应器合成木素过氧化物酶的影响，通气量在1.2vvm对产酶比较有利，酶活达到了234U/L，与在相同的培养基和相同的固定化载体用量下的摇瓶培养产酶相比，酶活提高了近50％。 发酵液经过冷冻除杂多糖、超滤、硫酸铵沉淀、透析等步骤进行初步分离纯化，比酶活提高1.85倍，酶活得率52.7％，酶活达到了1167U/L。 筛选出固定化效果较好的XAD7HP大孔树脂，研究了其固定化条件。结果表明，吸附4h，吸附温度25℃，酶液pH 4.5，戊二醛浓度0.2％、戊二醛处理时间120min、获得的效果最好，固定化酶活力可达16U/g(载体)。研究了木素过氧化物酶和葡萄糖过氧化物酶双酶的共固定化条件，最佳酶比为1:5。考察了固定化酶的最适pH值、最适温度和操作的稳定性。表明固定化酶具有更广的使用范围和稳定性。 利用聚氨酯泡沫共价交联法制备固定化酶，固定化木素过氧酶活力达到12.6U/g；共固定化双酶活为7.84U/g。探讨了固定化木素过氧酶和共固定化双酶最适反应温度、最适反应pH和操作的稳定性。多次的重复使用表明，木素过氧化物酶和共固定化酶都有良好的稳定性。 研究了固定化木素过氧化物酶对染料的降解条件。以酸性红37为研究对象，大孔树脂固定化酶降解染料pH值为4.0，聚氨酯固定化酶pH值为4.5，其他条件相同，H2O2的浓度为200μmol/L，最适温度为40℃，染料25mg/L，脱色率80％以上。共固定化木素过氧化物酶和葡萄糖氧化酶对染料的脱色，染料中葡萄糖浓度只要5g/L即可达到最佳降解效果，脱色率在80％左右。这两种载体固定化木素过氧化物酶经过分批重复降解实验，都表现出了良好的可持续降解能力。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1木素过氧化物酶的研究进展

1.1.1产木素过氧化物酶的菌种介绍

1.1.2木素过氧化物酶及其理化性质

1.1.3木素过氧化物酶的氧化还原机制

1.1.4木素过氧化物酶分子遗传学研究进展

1.1.5黄孢原毛平革菌合成木素过氧化物的研究

1.2降解染料的研究进展

1.2.1菌对染料的降解

1.2.2木素过氧化物酶对染料的降解

1.3酶固定化技术

1.3.1酶固定化技术

1.3.2过氧化物酶的固定化和酶的共固定化

1.4本课题的主要研究内容

第二章 鼓泡式反应器合成木素过氧化物酶的研究

2.1材料与方法

2.2结果与分析

2.2.1标准曲线的制作

2.2.2木素过氧化物酶的生产

2.2.3木素过氧化物酶的粗提

本章小结

第三章 木素过氧化物酶的固定化研究

3.1 大孔树脂对木素过氧化物酶的固定化研究

3.1.1 材料与方法

3.1.2结果与分析

本节小结

3.2聚氨酯泡沫固定化酶的研究

3.2.1材料与方法

3.2.2结果与讨论

3.2.3本节小结

第四章 固定化酶对染料的降解脱色研究

4.1材料和方法

4.2结果与分析

4.2.1染料的最大特征吸收波长λm

4.2.2酶液对染料的降解脱色

4.2.3固定化木素过氧化物酶对酸性红37的降解脱色研究

4.2.4葡萄糖浓度对共固定化酶降解酸性红37脱色的影响

4.2.5固定化载体对酸性红37的吸附研究

4.2.6游离酶和固定化酶效果的比较

4.2.7固定化酶重复降解染料

4.3本章小结

总结与建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录