Coriolus versicolor产漆酶及其在染料脱色中的应用

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漆酶(E.C.1.10.3.2)是一类含铜的氧化还原酶,它能催化多种芳香族化合物发生氧化反应,在生物、化工、医药、环境等多个学科领域都有广泛的应用。本文对Coriolus versicolor漆酶的液体发酵和固态发酵进行了研究,并且对Coriolusversicolor漆酶的酶学性质及其在靛蓝、金橙Ⅱ脱色降解方面的应用进行了探讨,其研究成果如下:对Coriolus versicolor漆酶的液体发酵工艺参数进行了优化,结果表明,以玉米皮为碳源,尿素和硫酸铵为氮源,利用Coriolus versicolor液体发酵产漆酶时,C/N以20为宜。Coriolus versicolor的适宜培养温度和pH值分别为30℃和4.5。在摇瓶条件下,发酵第6天达到最大值,为4570.8IU/mL。在发酵罐条件下,通气量以0.75vvm为宜,搅拌速度以300r/min为宜,Coriolus versicolor产漆酶的活力至144h达到最大值4948.4IU/mL。对Coriolus versicolor利用玉米秸秆碱处理液中的木质素沉淀物产漆酶进行了研究,发现木质素沉淀物对产酶有明显的促进作用。在摇瓶条件下,当木质素沉淀物用量为6g/L时,所产漆酶活力为7005.6IU/ml,而不加木质素沉淀物时的产酶活力仅为1390.1IU/ml,酶活提高了5.0倍。添加适量的葡萄糖有利于提高漆酶的产量,当葡萄糖的含量为10g/L,产酶活力可以达到7283.6IU/ml。进一步对葡萄糖的添加方式进行了研究,结果发现分批加入(初始浓度5g/L,第3天补加至10g/L)时的酶活比一次性加入时的酶活提高了20%。在发酵罐条件下,利用的木质素沉淀物产漆酶,酶活力高达7506.2IU/ml。对Coriolus versicolor漆酶的固态发酵进行了研究。结果表明,玉米皮为漆酶固态发酵的适宜碳源。以玉米皮为主要碳源、麸皮为主要氮源时,玉米皮和麸皮的适宜比例为6∶4。发酵培养基的适宜初始含水量为65%。适宜接种量为10.0%。葡萄糖的适宜添加量是0.5%,漆酶活力可达到75549.5IU/g。在优化条件下,固态发酵在第10天酶活达到最高,为75932.9IU/g,远高于国内外文献报道值。对漆酶的储藏稳定性进行了研究,发现漆酶酶粉的稳定性较酶液有较大提高。在室温条件下,酶液的半衰期为30天,而酶粉的半衰期为60天,较酶液提高了一倍;4℃条件下,酶液的半衰期为66天,而漆酶酶粉的残存酶活力在六个月后仍为83.0%。研究了Coriolus versicolor漆酶的酶学性质,以ABTS为底物测定漆酶活力,发现漆酶的最适温度和pH值分别为55℃和4.5,在40℃以下和pH值5~6之间比较稳定。利用漆酶脱色降解靛蓝和金橙Ⅱ,试验结果表明:漆酶降解靛蓝最适pH值为4.5,适宜温度为30℃,HBT的适宜添加量为2%,在3.75IU/mL漆酶的作用下,420min脱色率可达到93%;漆酶脱色降解金橙Ⅱ的适宜条件为pH4.0,HBT添加量1%,30℃下,采用14.0IU/mL的漆酶处理金橙Ⅱ溶液,作用540min,脱色率可达到90%。本文的研究结果在环境保护、印染废水处理等方面具有重要的应用价值。
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