高效降解偶氮染料白腐真菌的筛选及其降解机理

发布时间：2017-11-04 21:07

  本文关键词：高效降解偶氮染料白腐真菌的筛选及其降解机理

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【摘要】：偶氮染料在纺织、造纸等行业中的大量使用及其在环境中的残留,对人和动物乃至整个生态系统造成了严重的危害。白腐真菌是众所周知的降解合成染料的主要来源菌种,由于其非特异性细胞外的木质素分解酶系统中的漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶,使得白腐真菌降解有毒化合物的能力具有广泛的底物特异性,可以代谢和降解多种化学物质,包括化学合成染料。大量研究结果表明,白腐真菌在工业废水处理、环保监测等领域发挥着极其重要的作用。本文从11株白腐真菌中筛选出1株能够高效降解偶氮染料的菌株,并对该菌株降解偶氮染料的降解条件、降解特性及其降解机理进行了研究,通过LC-MS对其降解偶氮染料中间产物的分析,推测了其降解酸性铬蓝K的可能降解途径,为该菌株的近一步应用提供了理论依据。通过液体摇瓶培养结果发现,11株白腐真菌菌株中,云芝SG0027对5种不同结构偶氮染料均具有较高脱色效率,且对偶氮染料酸性铬蓝K的脱色效果最为显著,实验结果如下：(1)优化云芝SG0027降解偶氮染料培养条件的研究结果表明,较佳培养条件为：培养温度28℃,初始pH 5.5,培养箱转速150 r/min,装液量30mL/100mL,接种量为两片。(2) Plackett-Burman实验结果表明,温度、接种量以及葡萄糖添加量对偶氮染料降解率均有显著影响。(3)响应面优化实验结果表明,降解酸性铬蓝K的最佳培养条件为,培养温度为28℃,接菌量2片,葡萄糖20 g/L,其中,培养温度对降解效率影响最大。验证实验表明,优化后的云芝SG0027对酸性铬蓝K的降解率可达96.28%,优化效果明显。已有研究结果表明,不同的金属离子介体和诱导物对白腐真菌降解脱色具有不同的影响,本文还考察了不同的金属离子(Zn2+、Ca2+、Na+、Cu2+、Fe3+),不同的诱导物(吐温80、愈创木酚、苯甲醇),不同的介体(单宁酸、柠檬酸、草酸)对云芝SG0027降解脱色酸性铬蓝K的影响。本文研究发现,金属Cu2+、吐温80和单宁酸介体对云芝SG0027降解脱色酸性铬蓝K的促进作用较为明显,不同浓度的金属Cu2+、吐温80和单宁酸介体对云芝SG0027降解脱色酸性铬蓝K促进效果不同。云芝SG0027对酸性铬蓝K的降解脱色过程中,菌体对偶氮染料有一定的吸附作用,酶促降解途径为主要作用。利用LC-MS分析方法对云芝SG0027降解酸性铬蓝K的中间代谢产物进行了分析,结果表明,云芝SG0027降解酸性铬蓝K的过程中所产生的中间代谢产物为,4,5-二羟基-2,7-萘二磺酸二钠盐(m/z=158.9≈159)以及3-肼基-4-羟基苯磺酸负离子(m/z=66.9≈67),酸性铬蓝K在降解的过程中首先是-C-N=键的断裂,代谢途径可能还有-N=N-键先断裂,再近一步的转变为其他中间产物,原因可能是云芝所产生的漆酶激活酸性铬蓝K分子的不同的活性位点所致。
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X172;X703

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