论文部分内容阅读
餐饮油脂废水污染日益严重,利用脂肪酶降解废水油脂是处理餐饮废水的有效途径之一。本研究以提高餐饮废水油脂降解效率为目的,筛选底物脂肪酸碳链长度水解范围较广的脂肪酶高产菌株,并对其液体发酵产酶条件、部分酶学性质及其处理餐饮废水效果等方面展开研究,结果如下:
(1)对24份采自富含餐饮油脂场所的土壤样品,利用三丁酸甘油酯水解圈结合橄榄油溴甲酚紫变色圈的初筛方法,筛选得到42株生长良好、筛选特征明显的产脂肪酶菌株;经过碱滴定法及ρ—NPP比色法测定酶活复筛,得到一株脂肪酶高产菌株,编号SX1—5。通过16SrDNA序列分析结果表明,SX1—5与GenBank登陆号为EU344794、EU221381的两株Pseudomonasaeruginosa序列相似性均高达99%,处在系统发育树同一分支;结合形态和生理生化鉴定,为铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)。
(2)在摇瓶单因子试验的基础上,利用Plackett—Burman试验设计筛选出对铜绿假单胞菌SX1—5产脂肪影响最显著(置信度大于95%)的三个因素依次为:橄榄油添加量>发酵温度>瓶装量:经Box—Behnken法响应面设计,SX1—5最佳摇瓶产脂肪酶活力最高达9.35U/mL,比优化前(1.86U/mL)提高4.02倍。在摇瓶培养基优化的基础上,采用5L发酵罐研究了溶氧控制、发酵温度及补料方式等发酵工艺参数对铜绿假单胞菌SX1—5产酶的影响,结果表明:通气量4L/mim,搅拌速度400r/min,发酵前10h控制温度35℃,10h后降低至30℃,14~22h恒速流加补料培养基1000mL,菌体干重最大值为14.9g/L,产酶量于22h达最大值18.5U/mL,较摇瓶发酵脂肪酶产量(9.35U/mL)提高约97%。
(3)经饱和度30%~70%硫酸铵盐析及超滤浓缩,铜绿假单胞菌SX1—5脂肪酶得到有效浓缩,纯化倍数为9.30,活力回收率74.6%。该脂肪酶最适反应pH值为8.0,最适反应温度为50℃,在pH7.0~8.0环境及50℃~55℃温度下稳定性相对较好。
(4)应用研究表明:铜绿假单胞菌SX1—5脂肪酶对长、短链脂肪酸甘油酯均表现较高的水解活性,无明显脂肪酸碳链长度专一性;对多种市售食用油脂降解实验表明,24h油脂降解率均在80%以上。脂肪酶添加量与油脂含量比例为100U/g,30℃处理餐饮油脂废水72h,油脂降解率可达85%以上,CODcr去除率达77%。