灵芝漆酶降解几种染料与氯酚类污染物研究

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漆酶(EC1.10.3.2)属于铜蓝氧化酶蛋白家族,漆酶具有底物广泛,催化活性较高等特点,被广泛应用于有机合成、生物检测、有毒化合物的消除、工业废水处理、纸浆的生物漂白等领域。本文从生产灵芝产漆酶作为出发点,对灵芝产漆酶进行液体与固体产漆酶发酵进行优化,并利用产生的漆酶进行对染料和氯酚污染物的降解进行研究,主要结果如下:液体发酵产漆酶通过正交实验对培养基以及培养条件进行优化,得到的结果是:培养基以最佳组合为麦麸含量1%,葡萄糖含量2.5%,氯化铵浓度1%,酵母浸膏浓度1.5%。条件最优组合为装入液量75mL、接入菌种量6%、菌龄7d、发酵培养时间10d,优化后酶活为253.24U/mL。固体发酵产漆酶通过单因素与正交实验对培养基以及培养条件进行优化,得到的结果是:药渣培养基灵芝产漆酶,通过几种不同药渣产漆酶的对比,甘草药渣培养固体产漆酶酶活最高。在麦麸甘草比例为3:7,温度为29℃,葡萄糖含量为2%,接入菌种量为5%,含水量为60%条件下为最佳产漆酶条件,培养基酶活最高达46707.44U/g,比未优化前酶活提高了3倍。利用灵芝漆酶粗酶液对活性艳色蓝X-BR与活性蓝KN-R进行单因素脱色实验,得到的脱色的适宜条件分别为:pH3.5、40℃、60U/mL灵芝漆酶、200mg/L染料浓度的条件下,蒽醌染料活性艳色蓝X-BR脱色率可达49%左右,活性蓝KN-RpH4.0、40℃、45U/mL灵芝漆酶、250mg/L染料浓度的条件下脱色率可达79.11%左右。利用灵芝漆酶粗酶液与ABTS体系对溴甲酚绿、亚甲基蓝、孔雀石绿进行单因素脱色实验,得到脱色的适宜条件为:溴甲酚绿染料浓度为55mg/L、pH5.0、 ABTS用量为10μL, pH4.0、45U/mL.40℃、6h,脱色率达83.01%,孔雀石绿染料浓度为35mg/L、pH5.0、ABTS用量为100μ、35U/mL、60℃、4h,脱色率达94.36%,亚甲基蓝染料浓度为10mg/L、 pH4.5、ABTS用量为10μL、40U/mL.40℃、2h,脱色率达30.22%。利用灵芝漆酶粗酶液分别对2,4-二氯苯酚、4-氯苯酚、2-氯苯酚进行单因素与正交实验得到结果是:2,4-二氯苯酚降解的最佳条件为反应时间8h,温度50℃,pH5.0,酶活力60U/mL,2,4-二氯苯酚初始浓40mg/L,2-氯苯酚降解的最佳条件为反应时间8h,温度40℃,pH5.0,酶活力60U/mL,2-氯苯酚初始浓,30mg/L。4-氯苯酚降解的最佳条件为反应时间8h,温度60℃,pH5.0,酶活力60U/mL,4-氯苯酚初始浓,30mg/L。在此实验条件下,2,4-二氯苯酚,4-氯苯酚,2-氯苯酚平均值分别为92.3%,74.2%,68.6%,通过优化后,氯酚降解率都有明显提升。通过红外分析可以看出,苯环结构已经被破坏,产物有醌类物质生成。
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