真菌漆酶的制備及其在染料脫色中的應(yīng)用.pdf

1、漆酶具有廣泛的底物特異性，目前在食品、環(huán)境、制漿造紙以及紡織印染等諸多領(lǐng)域內(nèi)具有廣闊的潛在應(yīng)用市場(chǎng)。而這些應(yīng)用都需要以大量的漆酶存在為前提，所以篩選出廉價(jià)的漆酶高產(chǎn)菌株，并優(yōu)化其產(chǎn)酶條件是漆酶得以工業(yè)應(yīng)用需首要解決的課題。 該研究首先對(duì)兩種漆酶高產(chǎn)真菌——彩絨革蓋菌和香菇的培養(yǎng)和產(chǎn)酶條件，包括培養(yǎng)狀態(tài)、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基初始pH值、金屬離子Cu2+和Mn2+的含量、表面活性劑的使用以及誘導(dǎo)劑的種類、添加量和添加時(shí)間等相關(guān)因素進(jìn)行了

2、優(yōu)化，并進(jìn)一步研究了它們的部分酶學(xué)性質(zhì)。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)彩絨革蓋菌PRL572菌株適宜在pH3．5～pH5．7環(huán)境下生長(zhǎng)并合成漆酶。添加pH緩沖液的培養(yǎng)基可以獲得更高的酶活，但是不含緩沖液的培養(yǎng)基可獲得較高的酶產(chǎn)率；銅和錳離子的存在可以顯著提高漆酶活力，當(dāng)以0．1 mM2，5—二甲基苯胺為誘導(dǎo)劑時(shí)，培養(yǎng)基中宜含8～80μM Cu2+離子，10μM左右的Mn2+離子。在五種常用漆酶誘導(dǎo)劑中，2，5—二甲基苯胺的效果最佳，且應(yīng)在菌種進(jìn)入對(duì)

3、數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)加入效果最好，其最適添加濃度為0．4mM，此時(shí)最適產(chǎn)酶Cu2+濃度為0．4 mM。研究濕示漆酶在30℃和40℃條件下保持6 h后殘余酶活分別為原酶活的95．4％和80．1％：60℃條件F，該酶保溫1h后的殘余活力僅為原酶活的13．9％。該漆酶的最適反應(yīng)溫度是65℃，最適反應(yīng)pH值為2．4～3。 香菇發(fā)酵產(chǎn)漆酶條件的優(yōu)化結(jié)果表明，靜置培養(yǎng)優(yōu)于振蕩培養(yǎng)；pH≥5．6時(shí)香菇菌體基本無(wú)法生長(zhǎng)，香菇最適生長(zhǎng)及產(chǎn)酶pH值為3．5；

4、20℃低溫有利于香菇生長(zhǎng)，但最適產(chǎn)酶溫度是25℃；Cu2+濃度為0．2～1．0 mM時(shí)有利于香菇漆酶的合成，其中0．4 mM是香菇產(chǎn)漆酶的最佳銅離子濃度，當(dāng)銅離子終濃度超過(guò)5 mM時(shí)，嚴(yán)重抑制香菇菌絲的生長(zhǎng)；除了2，5-二甲基苯胺之外，阿魏酸、愈創(chuàng)木酚、沒(méi)食子酸、黎蘆醇等誘導(dǎo)劑促進(jìn)香菇合成漆酶的作用不明顯，反而會(huì)抑制菌絲生長(zhǎng)；Tween-80的加入不利于漆酶合成。香菇漆酶在60℃條件下保溫1 h后仍殘余了2％的活力；以ABTS為底物的最

5、佳反應(yīng)溫度是65℃，最適反應(yīng)pH值為2．2（檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液體系）。 印染廢水是工業(yè)用水大戶，由于印染工藝中染料不能完全上色到織物上，殘余的染料成了印染廢水主要污染物質(zhì)之一，而這些染料獨(dú)特及穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)使其很難在傳統(tǒng)的有氧條件下被微生物處理，因此，以漆酶處理印染廢水受到了人們廣泛關(guān)注。本文應(yīng)用彩絨革蓋菌和香菇產(chǎn)生的粗漆酶液對(duì)20種常用染料進(jìn)行催化降解，并針對(duì)真菌漆酶處理染料過(guò)程中來(lái)自環(huán)境pH值和溫度、染料結(jié)構(gòu)和濃度以及

6、漆酶來(lái)源和酶活力等影響因素做了進(jìn)一步研究。結(jié)果表明真菌漆酶可以直接降解二十種工業(yè)染料中的14種，染料是否能與漆酶直接作用，主要取決于染料的具體結(jié)構(gòu)而不僅僅是發(fā)色基團(tuán)；染料濃度和酶活力的增加均會(huì)加快染料的降解速率，但對(duì)總脫色率的影響不大，過(guò)高的染料濃度易饅最終脫色率略有下降；降解體系溫度越高，越有利于加快降解速率，但過(guò)高的溫度影響到漆酶的穩(wěn)定性；每種染料脫色最適pH不完全一致，大部分染料最適pH出現(xiàn)在弱酸范圍內(nèi)；由于活性位點(diǎn)等性質(zhì)上的差異