Phanerochaete chrysosporiurn 产酶动力学研究文献综述
2020-04-30 16:12:39
1.1目的
白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,因腐朽木材呈白色而得名,是能够降解木材主要成分的微生物之一。木材在白腐过程中大部分纤维仍保持完整,且纤维素结晶度变化不大。由此设想利用对降解木质素选择性好的白腐菌进行生物制浆,能开辟制浆方法的新途径。同时由于白腐菌因其能够降解卤素、有机氯农药、多环芳烃、偶氮染料、多氯联苯等多种对环境有害的物质,对于重金属离子、合成染料具有显著的生物吸附能力,以及特有的广谱降解酚类化合物能力和抗生物毒性能力,使之在有毒、难降解工业废水处理中具有广泛的应用前景在纳米颗粒的制备、废水处理、印染和造纸领域等有重要的应用价值。
Phanerochaete chrysosporiurn即黄孢原毛平革菌,非褶菌目、伏革科、显革菌属。菌丝体为多核,一孢内随机分布多达15个细胞核,菌丝一般无隔膜,也无锁状联合。分生孢子为异核体,担孢子是同核体,是一类具有较强有机物降解能力和环境友好的丝状白腐真菌,也是常用的极具代表性的白腐真菌,在其整个生长阶段中,木质素过氧化物酶的合成量要比锰过氧化物酶大得多,其在木质素降解中起主要作用,因此在各个方面得到了极大的应用。
虽然黄孢原毛平革菌在环境保护方面具有极大的应用前景,但在大规模生产中应用还存在很多问题,如处理效果不稳定,周期长,连续化培养生产各种白腐菌的生物反应器尚待进一步研究和完善,菌种筛选困难,白腐菌的作用机制还不完全清楚等。今后对白腐菌的研究方向为:(1)筛选成长繁殖快的菌种,选择合适的固定载体以及适当的技术与之联合处理;(2)加强对其降解机理和反应动力学的深入研究;(3)基于白腐菌对污染物降解的广谱性,研发广谱生物吸附剂。本项目在深入了解国内外一系列科学研究后,发现起降解作用的功能分子是其产生的胞外酶,基于此原理将对Phanerochaete chrysosporiurn的产酶动力学进行深入研究,一方面有助于进一步优化发酵条件提高产酶量,另一方面有助于更深入地认识发酵产酶过程机理。
1.2国内外的研究现状分析
国内外的一系列研究表明由于白腐菌特有的降解木质素的功能,在原料预处理、生物漂白、废水处理和生物制浆等各个环节的应用都已取得了显著成效,白腐菌除了具有能降解木质素和变性木质素的活酶系统,还能将漂白废水中的有机氯化物转变成无机氯和二氧化碳,并破坏发色基团组织和结构,降低漂白废水中的总有机氯化物、BOD、COD和色度。
研究发现固态发酵(SSF)是一种最具发展前景的木质素酶类生产过程。首先,SSF过程可以降低酶生产的成本,因为基质是无所不在的,包括谷物原料,农业或工业废料,以及木材。其次,SSF是环境友好型的,因为下游处理需要较少的步骤。最后,在SSF中,木质素水解酶的产量通常高于浸入式发酵。
同时利用木质水解酶对合成染料的脱色进行了研究,并对其催化反应进行了深入研究发现在固态发酵过程中,可以有效地利用木薯渣生产锰磷。乙酸、大豆油和碱性木质素的补充,显著提高了锰磷的产量。此外,靛胭脂由固态发酵的粗锰磷有效脱色。摘要通过UPLC和GC-MS对中间代谢物的分析,提出了一种用Mn P对靛蓝矿进行脱色的氧化机理。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}2.1实验的主要内容包括:Phanerochaete chrysosporiurn的生长特性,发酵过程中发酵液的流变特性的变化,菌丝球结构的表征包括菌丝及球体的光学成像、固定化球体的切片表征,真菌生物量的测定,蛋白质的酶活测定,染料的配制,光谱分析,光度测定,动力学模型的建立及影响分析。
2.2 方案