木质素降解真菌菌丝球自固定化细胞体系的建立

发布时间：2018-01-17 02:25

  本文关键词：木质素降解真菌菌丝球自固定化细胞体系的建立　出处：《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：为了更好地处理工业废水,本研究将具有产纤维素酶能力的芽孢杆菌与可降解木质素的真菌菌丝球进行复合,形成共固定化的菌丝球,并考察该共固定化细胞体系处理各种废水的性能。首先,对降解木质素菌种进行分离、鉴定以及菌丝球形成条件的优化研究。本研究从造纸厂采集的污泥样本中分离筛选获得真菌菌株G-13,经18srDNA鉴定为烟曲霉菌(Aspergillus fumigatus)。以烟曲霉菌G-13形成的菌丝球为研究对象,通过探究不同的氮源、碳源、培养基的pH值、接种量、转速和温度对G-13成球的影响,得到了最佳成球条件:蔗糖为碳源,浓度为18 g/L;酒石酸铵为氮源,浓度为2.5 g/L;培养基的pH值为5;接种量为5 mL;转速为160 r/min;温度为30℃。在最佳条件下培养72 h,得到的菌丝球的球径最大,约为3.4 mm,此时的菌丝球球径适中,表面光滑,弹性好,可以作为生物固定化载体。然后,以共固定化菌丝球的产酶能力作为指标,将木质素降解菌烟曲霉菌G-13和纤维素降解菌蜡样芽孢杆菌X10-1-2进行共固定,构建了一种菌丝球自固定化细胞体系,形成兼具木质素和纤维素降解能力的复合菌菌丝球。探讨了纤维素降解菌的接入时间、接种量、培养基的pH值、摇床的转速和温度5个因素对双菌种共固定化菌丝球成球及产木质素酶和纤维素酶活性的影响。结果表明,当纤维素降解菌与木质素降解菌同时接入、纤维素降解菌的接种量为20 mL(100 mL培养基),培养基的pH值为5、摇床转速为160 r/min、温度为28℃时,锰过氧化物酶、漆酶、木质素过氧化物酶、纤维素酶和半纤维素酶的酶活达到最高。以复合菌菌丝球为研究对象,考察了对造纸废水、重金属废水和染料废水的处理能力。复合菌菌丝球对于木质纤维素的降解、重金属离子和染料的吸附,较单一真菌菌丝球的吸附率分别高出10%、15%和20%以上,表明复合菌菌丝球在实际应用中具有更加优越的性能且该复合菌菌丝球不仅能处理造纸废水,还可用于处理染料废水和重金属离子废水。研究结果还显示,该复合菌菌丝球的应用范围广泛,当温度为40℃时,复合菌菌丝球对木质素、纤维素、半纤维素的降解率分别为32.86%、36.09%和37.91%。当pH值为9时,复合菌菌丝球对木质素、纤维素、半纤维素的降解率分别为31.47%、45.33%和56.29%;对Cu2+和pb2+的吸附率分别为50%和30.67%;对3种染料的脱色率能达到70%以上。表明复合菌菌丝球的应用范围广泛,可用于高温和强碱的体系中。而且经过3批次的废水处理,木质素、纤维素、半纤维素的降解率仍可达到20%以上,说明复合菌菌丝球可较长时间维持活性,能够持续地处理造纸废水。综上,本研究分离筛选出的木质素降解菌株G-13具有较好的产酶能力,在最佳成球条件下形成的单一真菌菌丝球球径适中,表面光滑,弹性好,适合作为生物固定化载体。单一真菌菌丝球通过与纤维素降解菌的共固定,能够把产不同酶的菌株进行组合,形成多功能的复合菌菌丝球,复合菌菌丝球在去除木质素、进行染料脱色、吸附重金属离子等方面表现出了很好的处理效果,为工业污水处理提供了一个新的途径。
[Abstract]:In order to better deal with industrial waste water , the present study combines the cellulase - producing bacillus with the fungus mycelium pellets of degradable lignin to form co - immobilized mycelium pellets , and studies the performance of the co - immobilized cell system in treating various wastewater . First , the isolation , identification and optimization of the formation conditions of the mycelium pellets are carried out on the degrading lignin strains . The effects of different nitrogen sources , carbon sources , pH value of culture medium , inoculum size , rotation speed and temperature on G - 13 were studied . The results showed that the degradation of lignin , cellulose and hemicellulose were 31.47 % , 45.33 % and 56.29 % , respectively .

【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X172;X703

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本文编号：1435908