嗜碱木素降解菌产酶条件的研究.docVIP

Research of Ligninolytic Enzymes’ Production of Alkaliphilic Ligninolytic Bacteria Guan Xiaowu Zhang Jiayao Luo Yuxuan Li Jing Ma Ying(Department of Environmental Science, Wuhan University 430072) Abstract The article research ligninolytic enzymes production and activities of alkaliphilic ligninolytic bacteria in alkaline liquid medium(pH≈10.5) with various carbons or nitrogen and various ratio of carbons and nitrogen. Klason-lignin takes advantage of production of MnP, the activity is 283.50U/L, but LiP and Laccase don’t detected. The activities of Laccase and MnP are higher in sugar cultivation condition, their activities are 245.42U/L and 122.52U/L respectively. And their activities are 628.03U/L(4days) and 129.76U/L(8days) respectively at optimal cultivation times. Lower carbon medium is suitable for production, and low nitrogen medium restrain obviously synthesis of the enzymes.Key words Alkaliphilic bacteria，Ligninolytic enzyems，Laccase，Lignin peroxidase，Mn(II)-dependent peroxidase 摘要 本文研究了在不同碳源和氮源以及不同碳氮比的碱性液体培养条件(pH≈10.5)下，嗜碱木素降解菌所产生的木素降解酶的种类和产酶能力。结果表明，Klason木质素有利于MnP的产生，活性达283.50U/L，但在此条件下不产生LiP和Laccase；而蔗糖条件下产生的降解酶Laccase和MnP活性最高，分别为245.42U/L和122.52U/L，而在最佳产酶培养时间它们的活性达到628.03U/L(4天)和129.76U/L(8天)。碳源限制有利于酶的产生，而氮源限制则明显地抑制了酶的合成，且后者对菌株的产酶能力影响较大。关键词 嗜碱性细菌 木素降解酶 虫漆酶 木质素过氧化物酶 锰依赖过氧化物酶 嗜碱木素降解菌产酶条件的研究* 管筱武 张甲耀** 罗宇煊 李静 马英(武汉大学环境科学系 430072) ??? 木质素是由苯丙烷类似物为单元构成的一大类生物多聚体，组成单元的结构及其连接键复杂而稳定，难于降解，且木质素与纤维素和半纤维素的结合非常紧密，从而阻碍了对纤维素和半纤维素的利用。在造纸工业中，木质素的降解与去除主要是通过热碱处理等化学方法，这不仅需要消耗大量的化学药品和能源，所产生的制浆废液还造成了严重的环境污染问题。尤其是我国森林资源缺乏，多以麦草等草类为造纸制浆原料，带来了更为严重的环境污染问题。随着生物技术的进步，人们已开始将木质素降解微生物和木质素降解酶对木质素的降解能力应用于生物制浆和漂白以减少污染。近年来，某些木质素降解微生物已开始应用于工业生产和环境处理。如黄孢原毛平革菌和P.brevispora等白腐真菌已成功地应用于造纸工业中的生物制浆、生物漂白等过程。用P.brevispora进行生物制浆预处理降低了47%的能耗，并增加了纸浆的张力[1]。目前，对木质素的降解作用效果好、产酶活性高的微生物主要是某些白腐霉。但它们的木质素降解率和产酶量都还是极为有限的，在应用中还存在着处理时间过长等诸多矛盾，距实际大规模的应用仍有极大的差距。而细菌具有生长较快的特点，利用嗜碱性细菌降解木质素，则可结合有利于降解木质素的化学特性(木质素在一定程度上可溶于碱性溶液)和生物特性。八九十年代的研究工作表明细菌可以降解代谢杨木二氧已烷木质素和低分子量的硫化木质素(lignosulfonates)及Kraft木质素的片断[2]。我们通过研究嗜碱木