青霉菌P6产木素过氧化物酶的发酵条件优化

论文摘要

木素降解是地球上碳素循环的限速过程,是植物纤维素材料有效利用的关键步骤。催化木素降解的酶有木素过氧化物酶（Lignin peroxidase,简称LiP）、锰过氧化物酶（Manganese peroxidase,简称MnP）和漆酶（Laccase）。其中LiP是木素降解的关键酶,并能降解一些多环芳烃类化合物。青霉菌P6是本实验室选育得到的一株具有高降解褐煤活性的菌株,研究发现其能分泌胞外LiP,及少量MnP。本论文进一步研究P6产生LiP和MnP的情况,并优化其产LiP的最佳发酵参数。 首先研究了P6在天然培养基-稻米糠、玉米糠、麦糠和合成培养基GMY中产酶情况,结果表明MnP的酶活较低,LiP的活力较高,且麦糠是产LiP较理想的底物。随后通过单因素方法研究了添加苯甲醇和MnSO4对酶活的影响,结果表明MnSO4对酶活有较大的提高;研究了初始pH、装液量和温度对酶活的影响,结果表明pH4.8、装液量100mL/500mL和温度28℃的条件有利于酶活的提高。进一步用正交试验方法对MnSO4添加量、麦糠含量和培养基pH进行了详细研究,结果表明麦糠含量和pH对酶活有显著的影响,MnSO4影响不显著,在试验范围内最高酶活达到了2.69U/mL。在此基础上通过单及双因素回归试验确定了麦糠和MnSO4的最佳用量分别为5%和5.66mM。最终得到了在孢子接种量1.1×106孢子/mL下P6产LiP的最佳发酵条件为,培养时间8d,初始pH4.8,装液量100mL/500mL;最佳培养基组成为麦糠5%,MnSO4 5.66mM。 按照摇瓶试验的最佳发酵参数进行了10L发酵罐的小试放大试验,发酵时间4天,酶活表现为先上升,后下降的过程,在发酵时间为76.5h,pH为6.0时酶活最高达到3.03U/mL。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 降解木素的微生物和降解机制
• 1.3 木素过氧化物酶的生产和研究状况
• 1.4 本研究的意义和目标
• 第二章 材料与方法
• 2.1 菌株
• 2.2 菌种保藏和复壮
• 2.3 发酵培养
• 2.4 小试放大
• 2.5 实验设计和数据整理
• 第三章 菌种活化和产MnP研究
• 3.1 前言
• 3.2 结果与讨论
• 3.3 小结
• 第四章 产木素过氧化物酶条件的优化
• 4.1 前言
• 4.2 结果与讨论
• 4.3 小结
• 第五章 小试放大试验
• 5.1 前言
• 5.2 结果与讨论
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介