以茶渣为基质的变色栓菌固态发酵产漆酶及其应用的研究

发布时间：2020-08-07 08:22

【摘要】：我国是一个茶叶生产大国,每年产生大量的茶渣废弃物,现有茶渣利用方式低下,经济效益差。本论文采用微生物固态发酵技术以茶渣为基质生产高附加值产物漆酶,为茶渣的综合利用提供了一个新的思路。为此,本研究以茶渣为固态发酵基质,采用变色栓菌作为固态发酵的菌株,通过优化发酵条件以提高漆酶产量,研究茶多酚对漆酶生产的促进作用,并探索了茶渣固态漆酶对双偶氮类染料的脱色效果。其主要结论如下:1、经过单因素和响应面优化后的茶渣固态发酵培养基成分和培养条件为:葡萄糖13.84 g/L,硫酸铵4.90 g/L,磷酸二氢钾1.99 g/L,硫酸镁1 g/L,氯化钙0.20g/L,硫酸铜1.92 g/L,含水量83.57%(w/w),pH 5,接种量4.40%(w/w),培养温度26℃。在此条件下,茶渣固态发酵产漆酶的培养周期为7天,漆酶产量为25.68U/g干基质,比优化前提高了2.74倍。进行了浅盘茶渣固态发酵的放大培养实验,培养7天后漆酶酶活达到32.15 U/g干基质。以上结果表明,通过茶渣固态发酵产漆酶的发酵条件优化,可以大幅提高漆酶的产量,且该优化条件可应用于漆酶的放大生产。2、在对茶渣中茶多酚的组成和含量分析的基础上,探究了茶渣中茶多酚对固态发酵产漆酶的促进作用。结果表明,以茶渣和除酚茶渣为基质进行固态发酵,培养7天后,漆酶酶活分别为26.53 U/g干基质和18.64 U/g干基质;以除酚茶渣为基质进行固态发酵的漆酶产量是以茶渣为基质的70%。而加入多酚粗提物后,除酚茶渣固态发酵的漆酶酶活为26.22 U/g干基质,恢复到茶渣固态发酵产漆酶的水平,初步证明茶多酚可提高漆酶的产量。茶多酚中各组分标准品的混合物对漆酶合成也表现出与多酚粗提物类似的诱导效果,其中儿茶素没食子酸酯是单位剂量诱导能力最强的诱导剂。添加4.16 mg/L儿茶素没食子酸酯的除酚茶渣经固态发酵后,漆酶产量可达53.05 U/g干基质,漆酶基因表达量提高了3.20倍。茶多酚中的儿茶素没食子酸酯是一种高效的漆酶诱导剂。3、通过变色栓菌茶渣固态发酵制备的茶渣固态漆酶对双偶氮类染料进行脱色,并以直接耐晒黄RS为代表,探索了其脱色机制。结果表明,在茶渣固态漆酶用量为160 U/L、染料浓度为100 mg/L条件下,反应2 h后,直接耐晒黄RS的脱色率达到81.10%。研究发现,茶渣固态漆酶的脱色作用由游离漆酶粗酶液降解作用、茶渣吸附作用和固定化漆酶降解作用三部分组成,其对直接耐晒黄RS的脱色率分别为21.80%、43.20%和19.70%。茶渣固态漆酶在染料脱色中表现出较好的重复使用性能,重复利用4次,脱色率仍保持在50%以上。毒性检测结果表明,染料溶液经过脱色处理后,绿豆种子的出芽率从36.67%提高到85%,脱色后染料溶液毒性明显下降。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ925;X703
【图文】：

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本文编号：2783731