大肠杆菌产有机磷水解酶的发酵工艺研究
发布时间：2024-05-30 23:05
有机磷农药的广泛使用甚至滥用对生态环境和人类身体健康构成了严重威胁。微生物可以通过自产的有机磷水解酶催化有机磷农药的磷酯键断裂,生成低毒性产物,具有降解效率高、条件温和、价格低廉等优点,显示出了良好的应用前景。本文研究了携带质粒pETDuet-opd-bl的E.coliBL-21(DE3)产有机磷水解酶的发酵工艺。在摇瓶水平上通过响应面分析法优化了培养基组成和培养条件,在此基础上对有机磷水解酶进行了酶学性质研究,最后对大肠杆菌产有机磷水解酶进行了放大发酵研究,并且探索了优化的发酵工艺对于降低发酵废液COD的效果。其主要研究内容和结果为:(1)选择影响有机磷水解酶酶活的8个因素(碳源、氮源、磷酸盐、乳糖浓度、乳糖添加时间、初始pH、接种量、金属离子)进行了E.coliBL-21(DE3)产有机磷水解酶的单因素优化试验。通过Plackett-Burman(PB)试验筛选,得出酵母粉浓度、乳糖浓度和钴离子浓度是影响有机磷水解酶酶活的显著因素。通过最陡爬坡试验和基于Box-Behnke试验的响应面优化,确定了最终发酵培养基为:酵母粉浓度17.35g/L,钴离子浓度0.24mmol/L,乳糖浓度...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 有机磷农药的现状
1.1.1 有机磷农药的概况
1.1.2 有机磷农药的危害
1.1.3 有机磷农药的监管
1.1.4 有机磷农药的降解
1.2 有机磷水解酶研究进展
1.2.1 有机磷水解酶的分类
1.2.2 有机磷水解酶的的分子改造
1.2.3 有机磷水解酶的应用
1.3 微生物培养基的响应面优化设计法
1.4 本文的研究思路和内容
第二章 大肠杆菌产有机磷水解酶发酵条件优化
2.1 引言
2.2 材料试剂与仪器
2.2.1 发酵菌种
2.2.2 材料与试剂
2.2.3 主要培养基
2.2.4 主要仪器
2.3 实验方法
2.3.1 种子液培养
2.3.2 菌体生长曲线测定
2.3.3 摇瓶培养
2.3.4 粗酶液制备
2.3.5 有机磷水解酶酶活测定
2.3.6 实验步骤与设计
2.4 结果与分析
2.4.1 大肠杆菌生长曲线
2.4.2 对硝基苯酚标准曲线
2.4.3 单因素实验结果
2.4.4 Plackett-Burman试验设计结果与分析
2.4.5 最陡爬坡试验结果
2.4.6 Box-Behnke设计优化结果
2.4.7 模型验证
2.5 本章小结
第三章 有机磷水解酶酶学性质研究
3.1 引言
3.2 材料试剂与仪器
3.2.1 发酵菌种
3.2.2 材料与试剂
3.2.3 主要培养基
3.2.4 主要仪器
3.3 实验方法
3.3.1 BCA法蛋白浓度测定
3.3.2 有机磷水解酶的动力学分析
3.3.3 最适反应pH与不同pH下的稳定性
3.3.4 最适反应温度与热稳定性
3.3.5 不同金属离子对酶活的影响
3.3.6 酶在不同条件下长期保存的稳定性
3.4 结果与分析
3.4.1 BSA标准曲线
3.4.2 有机磷水解酶的动力学分析
3.4.3 最适反应pH与不同pH下的稳定性
3.4.4 最适反应温度与热稳定性
3.4.5 不同金属离子对酶反应的影响
3.4.6 酶在不同条件下长期保存的稳定性
3.5 本章小结
第四章 大肠杆菌产有机磷水解酶的放大发酵
4.1 引言
4.2 材料试剂与仪器
4.2.1 发酵菌种
4.2.2 材料与试剂
4.2.3 主要培养基
4.2.4 主要仪器
4.3 实验方法
4.3.1 诱导温度优化
4.3.2 通气量优化
4.3.3 转速优化
4.3.4 从7L到500L的放大发酵
4.3.5 发酵废液COD含量测定
4.4 结果与分析
4.4.1 诱导温度对菌体在7L发酵罐中生长和酶活的影响
4.4.2 通气量对菌体在7L发酵罐中生长和酶活的影响
4.4.3 转速对菌体在7L发酵罐中生长和酶活的影响
4.4.4 中试放大发酵
4.4.5 工艺优化后对于降低COD的效果
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简介
在校期间所取得的科研成果
本文编号：3984813
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 有机磷农药的现状
1.1.1 有机磷农药的概况
1.1.2 有机磷农药的危害
1.1.3 有机磷农药的监管
1.1.4 有机磷农药的降解
1.2 有机磷水解酶研究进展
1.2.1 有机磷水解酶的分类
1.2.2 有机磷水解酶的的分子改造
1.2.3 有机磷水解酶的应用
1.3 微生物培养基的响应面优化设计法
1.4 本文的研究思路和内容
第二章 大肠杆菌产有机磷水解酶发酵条件优化
2.1 引言
2.2 材料试剂与仪器
2.2.1 发酵菌种
2.2.2 材料与试剂
2.2.3 主要培养基
2.2.4 主要仪器
2.3 实验方法
2.3.1 种子液培养
2.3.2 菌体生长曲线测定
2.3.3 摇瓶培养
2.3.4 粗酶液制备
2.3.5 有机磷水解酶酶活测定
2.3.6 实验步骤与设计
2.4 结果与分析
2.4.1 大肠杆菌生长曲线
2.4.2 对硝基苯酚标准曲线
2.4.3 单因素实验结果
2.4.4 Plackett-Burman试验设计结果与分析
2.4.5 最陡爬坡试验结果
2.4.6 Box-Behnke设计优化结果
2.4.7 模型验证
2.5 本章小结
第三章 有机磷水解酶酶学性质研究
3.1 引言
3.2 材料试剂与仪器
3.2.1 发酵菌种
3.2.2 材料与试剂
3.2.3 主要培养基
3.2.4 主要仪器
3.3 实验方法
3.3.1 BCA法蛋白浓度测定
3.3.2 有机磷水解酶的动力学分析
3.3.3 最适反应pH与不同pH下的稳定性
3.3.4 最适反应温度与热稳定性
3.3.5 不同金属离子对酶活的影响
3.3.6 酶在不同条件下长期保存的稳定性
3.4 结果与分析
3.4.1 BSA标准曲线
3.4.2 有机磷水解酶的动力学分析
3.4.3 最适反应pH与不同pH下的稳定性
3.4.4 最适反应温度与热稳定性
3.4.5 不同金属离子对酶反应的影响
3.4.6 酶在不同条件下长期保存的稳定性
3.5 本章小结
第四章 大肠杆菌产有机磷水解酶的放大发酵
4.1 引言
4.2 材料试剂与仪器
4.2.1 发酵菌种
4.2.2 材料与试剂
4.2.3 主要培养基
4.2.4 主要仪器
4.3 实验方法
4.3.1 诱导温度优化
4.3.2 通气量优化
4.3.3 转速优化
4.3.4 从7L到500L的放大发酵
4.3.5 发酵废液COD含量测定
4.4 结果与分析
4.4.1 诱导温度对菌体在7L发酵罐中生长和酶活的影响
4.4.2 通气量对菌体在7L发酵罐中生长和酶活的影响
4.4.3 转速对菌体在7L发酵罐中生长和酶活的影响
4.4.4 中试放大发酵
4.4.5 工艺优化后对于降低COD的效果
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简介
在校期间所取得的科研成果
本文编号：3984813
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3984813.html
