可降解木质纤维素的双菌共生菌丝球的制备

以共固定化菌丝球的产酶能力作为指标,将木质素降解菌G-13和纤维素降解菌X10-1-2进行共固定,探讨了X10-1-2的接入时间、接种量、pH值、摇床的转速和温度对菌丝成球和产木质纤维素酶的影响。结果表明,当G-13与X10-1-2同时接入、纤维素降解菌的接种量为20 mL(100mL培养基),培养基的pH值为5、摇床转速为160 r/min、温度为28℃时,锰过氧化物酶、漆酶、木质素过氧化物酶、纤维素酶和半纤维素酶的酶活达到最高,分别为31.246 U/L、16.048 U/L、157.528U/L、197.063 U/L和215.81 U/L。X10-1-2与G-13在共固定过程中,具有互补的性能,在产酶的过程中发挥了协同的作用,促进了木质素降解酶的分泌。所获得的双菌共生菌丝球的球体为白色,表面光滑,大小均匀,具有一定的机械强度,能够满足实践应用的需求。     

固定化Penicillium sp.ZD-Z1降解壳聚糖的研究

采用六种不同的载体对Penicillium sp.ZD-Z1菌进行了固定化,多孔聚氨酯泡沫固定化效果最佳.在固定化生物反应器中同时产酶和降解壳聚糖,确定了菌体固定化的最佳条件为: 载体用量为0.4g载体/50 mL培养基、pH为5.0、摇瓶培养48h;在30℃、通气量为0.1m3/h条件下,连续进行18批同时产酶降解试验.结果发现,壳聚糖酶活力和壳聚糖降解效率保持稳定,每批产生的壳聚糖酶活力可达0.128 U/mL以上,壳聚糖的黏均分子量可以降解到4 kDa以下.     

固定化产絮菌生产生物絮凝剂的研究

为降低发酵成本及实现生物絮凝剂的连续发酵生产,采用吸附法固定化生物絮凝剂产生菌,发酵生产生物絮凝剂.从载体稳定性、生物絮凝剂产量、发酵液絮凝率等方面对比颗粒活性碳、聚氨酯泡沫和菌丝球3种固定化载体性能,并优化了活性碳和菌丝球两种载体的固液比.结果表明:颗粒活性碳、聚氨酯泡沫和菌丝球均可有效固定化产絮菌F+,采用颗粒活性碳和菌丝球两种载体固定化发酵的生物絮凝剂产率高于聚氨酯泡沫载体.载体吸附试验表明:菌丝球载体对于产絮菌F+的24h吸附率高于颗粒活性碳载体;使用菌丝球固定化发酵时,固液比1.0 g/L,发酵时间24h,粗提生物絮凝剂2.234 g/L,比传统分批发酵生物絮凝剂的产量提高14％.摇瓶试验表明,3种载体均可连续使用15次以上.从发酵液絮凝率和成本两方面考虑,确定活性碳和菌丝球两种载体的最适固液比均为1 g/L.     

白腐菌木质素降解酶高产菌株的筛选

为了有效分解麦麸的纤维结构,对9株产木质素降解酶的白腐菌进行逐步优化筛选。首先采用愈创木酚平板变色法进行初步筛选,从中获得5株产漆酶活性较高的菌株;然后对5株菌株分泌的木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶酶活进行比较;最后将3种酶酶活性相对较高的2株菌株对麦麸进行降解,最终得到1株产木质素降解酶酶活相对较高、麦麸纤维降解率较高的菌株AP3。经15 d液体培养,AP3发酵液中木质素过氧化物酶酶活高达119. 42 U/mL,锰过氧化物酶酶活高达124. 35 U/mL,漆酶酶活高达173. 45 U/mL。麦麸经液态发酵15 d后,木质素降解率达到了36. 24%。本研究为进一步探究白腐菌降解麦麸纤维的机制奠定了基础。     

降解甲醛的假单胞菌菌株的固定化研究

从印染厂采集的活性污泥中筛选得到1株快速降解甲醛的菌株并命名为W1,通过形态与生理生化特征的鉴定,初步鉴定W1菌株为假单胞菌属(Pseudomonas).以海藻酸钠为包埋载体固定W1菌株进行降解甲醛的初步研究,采用不同海藻酸钠浓度、菌悬液添加量配制成不同的包埋载体,利用L9(33)正交试验对W1菌株降解甲醛条件进行优化,分析其甲醛降解率的变化.实验结果表明:培养基为(NH4)2SO4 2.4g/L,MgSO4·7H2O 0.2g/L,微量元素母液0.1mL,pH值9.0,30℃恒温培养,在此条件下甲醛48h内的降解率达80.3%.通过对甲醛降解菌W1固定化的研究,为生物法去除甲醛的应用奠定基础.     

低温苯胺降解菌固定化菌丝球方法与特性

为了提高低温条件下含苯胺废水的生物处理效率,采用变温驯化法从活性污泥中分离出低温(7℃)苯胺降解菌JH-9,研究了其降解特性及生物质载体固定化方法.结果表明,JH-9属于乙酸钙不动杆菌属,能以苯胺为唯一碳源和氮源。可耐受苯胺质量浓度1 000 mg/L以上,低温(7℃)下,培养52 h对初始质量浓度为150 mg/L的苯胺去除率可达100%.以黑曲霉Y3作为生物质载体,采用同时接种霉菌和JH-9细菌的培养固定化方法比先后接种霉菌和JH-9细菌的培养固定化方法获得混合菌丝球的培养时间短,且在相同时间内可固定的细菌量大.混合菌丝球的直径、质量和体积均比空白霉菌菌丝球的大.混合菌丝球对含苯胺废水表现出了较好的降解效能,在15℃下低温培养66 h即可将初始质量浓度为150 mg/L的苯胺完全降解,固定化后的功能菌(JH-9细菌)仍然保持了原有的活性.由此,本研究提出了同时培养法.此方法将会有效解决传统载体传质效率低、固定生物量低、成本高等问题,具有广阔的应用前景和工程推广价值.     

α-乙酰乳酸脱羧酶的磁性固定化条件研究

采用分散聚合法,在Fe3O4磁流体存在下,通过PVA分子单体共聚制备出磁性聚乙烯醇微球。微球粒径分布在2.5×10-2~5×10-2μm,其中3.7×10-2~4.1×10-2μm的微球占总微球的44%,制备微球粒径分布均匀。以磁性聚乙烯醇微球为载体,通过戊二醛交联法进行ALDC的固定化,制备固定化酶,并对其固定化条件进行了初步研究。结果显示,在酶固定化过程中,自由酶的添加量为20 mL/g微球,戊二醛的添加量为0.98%。在其固定化最佳条件下,制备的固定化ALDC的活力为65 180 U/g,而且其比活、活性回收率分别可达872.32 U/mg和42.33%。     

α-乙酰乳酸脱羧酶的磁性固定化条件研究

采用分散聚合法,在Fe3O4磁流体存在下,通过PVA分子单体共聚制备出磁性聚乙烯醇微球.微球粒径分布在2.5×10-2～5×10^-2 μm,其中3.7×10-2～4.1×10^-2 μm的微球占总微球的44%,制备微球粒径分布均匀.以磁性聚乙烯醇微球为载体,通过戊二醛交联法进行ALDC的固定化,制备固定化酶,并对其固定化条件进行了初步研究.结果显示,在酶固定化过程中,自由酶的添加量为20 mL/g微球,戊二醛的添加量为0.98%.在其固定化最佳条件下,制备的固定化ALDC的活力为65 180 U/g,而且其比活、活性回收率分别可达872.32 U/mg和42.33%.     

吸附交联法和包埋法固定化混合酶研究

对从自然界分离得到的Microbacterium sp．OU01进行发酵,制得粗酶液（壳聚糖酶和伊肛氨基葡萄糖苷酶混合液）,采用吸附交联法及包埋法对其进行固定,研究其固定化的最优条件和固定化酶的酶学性质。结果表明,游离混合酶液的最佳PH为5．6,最适反应温度为50℃。吸附交联法固定化酶的最佳条件为：戊二醛体积分数5．0％,加酶量15mL（49．51U／mL）,固定化时间6h。该条件下制得的固定化酶的最适pH为4．5,最适反应温度为60℃。包埋法固定化酶的最佳条件为：海藻酸钠质量浓度10g／L,CaCl。质量浓度15g／L,加酶量为1mL（50．35U／mL）／5mL质量浓度10g／L海藻酸钠,固定化时间20min。该条件下制得的固定化酶的最适PH为5．0,最适反应温度为50℃。固定化酶酶解壳聚糖所得产物中含D-氨基葡萄糖,说明粗酶液中的壳聚糖酶和外切-β-D-氨基葡萄糖苷酶被同时固定。通过对游离酶和固定化酶稳定性的研究,表明吸附交联固定化酶更适于工业化应用生产D-氨基葡萄糖。     

米曲霉发酵产纤溶酶培养基的优化

通过单因素实验确定米曲霉NA-25产纤溶酶的最佳碳源为麸皮,最佳氮源为蛋白胨和NaNO3.利用SAS软件的Placket-Burman设计法对米曲霉NA-25产纤溶酶的培养基组成进行筛选,筛选出3个影响较大的重要因素,即蛋白胨、NaNO3、CaCl2,然后用中心组合实验设计进一步优化,经优化后,在上述因素分别为NaNO318.5 g/L,蛋白胨4.97 g/L,CaCl21.63 g/L时发酵液的酶活为98.13 U/mL,比原来提高了55.8%.     

不同载体固定化产脂肪酶发酵性丝孢酵母的比较

选择活性炭、硅胶G、大孔树脂DM-130为载体,采用吸附培养的方法将发酵性丝孢酵母细胞固定化,确定了固定化的适宜条件。通过比较适宜条件下固定化细胞的脂肪酶活力,筛选出固定化效果较好的吸附载体为活性炭。结果表明,在培养基中添加10g/L 40目活性炭,接入体积分数为10%的液体种子,于30℃、160r/min吸附培养48h的固定化效果较好,获得的固定化酶活力可达110.32U/g。     

白腐真菌的分离及其固定化应用研究

通过愈创木酚培养基和鞣酸培养基对白腐真菌所产漆酶的显色作用分离筛选出白腐真菌;采用“吸附-包埋-交联”的复合固定化方法,以改性稻壳作为吸附载体,聚乙烯醇、海藻酸钠为包埋剂,硼酸、CaCl₂为交联剂,制备了白腐真菌固定化生物小球;将该生物小球应用于废水处理,分别研究了生物小球投加量、曝气量、处理时间、处理温度、pH值等因素对废水处理效果的影响. 结果表明,在小球投加量为20%,曝气量为2 L/min,处理时间为8 h,处理温度为35 ℃,pH范围为4.5~5的实验条件下,处理后的废水化学需氧量（COD）值可由1 027 mg/L降至94.5 mg/L,COD去除率可达90.8%.     

低能N+离子注入诱变选育琼胶酶高产菌株

对产琼胶酶的类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)菌株WL进行N+离子注入诱变,寄以筛选获得高活力琼胶酶产生菌株.首先考察了N+离子注入剂量对类芽孢杆菌WL存活率的影响,在注入能量为10 keV的条件下,类芽孢杆菌WL菌株最佳剂量范围为15.6×1014～23.4×1014 ion/cm2.在23.4 × 1014 ion/cm2诱变剂量下,筛选得到1株高产琼胶酶的菌株WL-15,酶活力达到47.3 U/mL,较出发菌株提高53.6％,该菌株经5次传代培养,产酶活力稳定.之后优化了产酶培养基中的主要成分,在琼胶、NaNO3和NaCl的质量浓度分别为2.5 g/L,6.0 g/L,15.0 g/L时,类芽孢杆菌WL-15产酶活力达到了53.3 U/mL.     

朽木中白腐真菌的选育及对木质纤维素降解性能研究

从自然界腐朽木材上分离筛选出白腐真菌,并对其降解木质纤维素的能力进行了分析.通过选择培养基富集培养、PDA培养基划线分离初步筛选菌株,利用显微镜观察、生长曲线的变化及木质素氧化酶的显色反应复筛,通过滤纸条崩解实验以及稻草固体发酵实验分析白腐真菌的木质纤维素降解能力.结果表明,选育出的B2菌与E5菌株形态特征符合白腐真菌的生物特性,且存在木质素氧化酶,培养第6天菌株对应的滤纸失重率可达31.04%和25.59%,固体发酵20天后木质素降解效率为33.7%和30.7%.B2菌和E5菌株均具有较强的降解木质纤维素的能力,且B2菌株的降解效果优于E5菌株.     

黄孢原毛平革菌培养合成木素过氧化物酶研究

对限氮培养基在氧环境下培养黄孢原毛平革菌（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ）合成木素过氧化物酶的条件进行了研究．在摇瓶培养中,较大的菌丝球和较小的通氧强度将延迟酶的合成．在１７５ｒ／ｍｉｎ的转速下,用聚氨酯泡沫固定化培养,木素过氧化物酶的最高酶活比游离菌丝球培养提高一倍．在用限碳培养基培养时发现,空气环境中本菌株能够合成木素过氧化物酶．加入苯甲醇作诱导剂,可以提高酶活近一倍,效果接近藜芦醇．空气环境下用酒石酸作缓冲液,固定化摇瓶限碳培养,最高酶活达１８０Ｕ／Ｌ．     

土壤中产碱性蛋白酶细菌的筛选及产酶条件优化

为筛选碱性蛋白酶的高产菌株，利用酪蛋白水解圈作为筛选模型，从沈阳化工学院附近农田土壤中筛选得到了产碱性蛋白酶能力较高的细菌B1．对其产酶条件进行优化，最终得到培养基中最佳碳源为质量浓度60g／L葡萄糖，最佳氮源为质量浓度40g／L NaNO3，最适初始pH值为9．0，最适溶氧量为50mL摇瓶装20mL培养基，最适接种量为质量浓度200g／L，且培养基中添加质量浓度为0．5g／L的K^＋有利于菌株B1产碱性蛋白酶．该方法简便、直观，很适合大量、快速筛选．     

新型细胞固定化载体强化白腐菌降解活性染料

为提高白腐真菌的产酶能力和后续对染料的降解效果,采用摇瓶试验研究新型细胞固定化载体——聚氨酯泡沫固定化白腐真菌后的锰过氧化物酶(MnP)产生情况以及后续对活性染料——活性艳红K-2BP的降解效果.结果显示,新型载体固定化培养白腐真菌的5d脱色率为95%,比悬浮培养7d的脱色率高15%.固定化培养产生的MnP酶活为936.61U/L,而悬浮培养的MnP仅为269.52U/L,并且酶活高峰期提前4d.另外,固定化培养体系中碳、氮源的消耗比悬浮培养快很多,而且固定化培养使得白腐真菌具有较高的H2O2产量.因此,新型细胞固定化载体强化白腐真菌降解活性染料的原因应归于这种培养体系碳、氮源的快速消耗而带来的MnP酶活的提高和高H2O2产量.     

Ochrobactrum intermedium DN2发酵培养基优化研究烟碱降解酶

研究工作中筛选得到一株有较强烟碱降解能力的新型烟碱降解细菌Ochrobactrum intermediu mDN2，对其产烟碱降解酶的发酵培养基进行了优化。采用Plackett-Burman设计法，对影响Ochrobactrum intermediumDN2产烟碱降解酶的15个因子进行了筛选。结果表明，影响该茵发酵产酶的显著因子为：烟碱、酵母膏、葡萄糖、tween-80的质量浓度和培养基初始pH。在此基础上，采用响应曲面法对以上5个显著因子进行了优化。得到各因子最佳水平为：烟碱2．183g／L，葡萄糖0．823g／L，酵母膏0．844g／L，Tween-800．976g／L，初始pH6．9。在此优化条件下获得实际酶活为7943U／L，与预测值8060U／L相近，比优化前提高了52％。     

Fe_3O_4磁性壳聚糖微球固定化脂肪酶研究

研究了磁性壳聚糖微球固定化脂肪酶,旨在增加脂肪酶的重复利用率.利用悬浮交联法制备出粒径为40~60μm的磁性壳聚糖微球,微球经接枝、叠氮化修饰后用于固定化脂肪酶.通过响应面法考察反应条件对固定化酶的影响,得出最优固定条件:酶浓度4 mg/mL,反应时间8.4 h,反应温度39.3℃,pH值为7.0.结果表明,最优条件下载体微球实际载酶量为64.4 mg/g,与预测值相接近,证明该方法可以用于固定化脂肪酶.     

腈水合酶耐底物突变株的筛选及产酶条件优化

采用紫外诱变和梯度平板法筛选出耐底物的突变株,通过单因素实验考察发酵液起始pH值、装液量、发酵周期、接种量对产酶的影响,确定最佳的发酵条件;采用均匀设计实验优化发酵培养基。筛选出．株能耐受4％丙烯腈的腈水合酶产生菌,在最佳产酶条件下,耐底物突变株的腈水合酶酶活达到11．5MU／mL,与优化前相比,酶活提高了49．35％。腈水合酶耐底物突变株的最佳发酵条件为：初始pH7．0、装液量16％、发酵周期58h、接种量10％。最佳发酵培养基配方为：ρ（葡萄糖）=26g／L,ρ（酵母膏）=2g／L,ρ（尿素）=4g／L,ρ（谷氨酸钠）=0．5g／L,ρ（K2HP04）=0．2g／L,ρ（KH2P04）=0．2g,／L,ρ（MgS04）=0．05g／L,φ（DXL）=0．5mL／L。