漆酶的固定化及其对偶氮染料的脱色降解

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真菌漆酶的来源广泛、容易纯化、催化反应条件温和,而且作用范围较广泛,因此其在漆酶的研究中占据了重要的位置。疣孢漆斑菌NF-05属于半知菌属,适当培养后能够产胞外漆酶。目前,对疣孢漆斑菌胞外漆酶的研究还不是很多,又因为真菌漆酶在染料降解和环境修复等方面都有很大的作用,所以对类似于疣孢漆斑菌胞外漆酶的进一步研究是必要的。本文主要研究疣孢漆斑菌胞外漆酶的固定化以及其对常见偶氮染料的脱色降解情况。采用盐析、半透膜透析、聚乙二醇-20000浓缩纯化疣孢漆斑菌胞外漆酶,再用DEAE-Sepharose FF离子交换层析和Sephadex G-75凝胶过滤技术进一步纯化,最终总活力回收率为28.1%。用ABTS为底物测定漆酶活性。分别采用海藻酸钠-氯化钙包埋法、壳聚糖-戊二醛交联法和包埋-交联法,固定纯化后的漆酶,比较了三种固定化方法的优异性,并采用单因素实验和正交实验相结合的方法优化了固定化反应条件。研究结果证明:包埋法和交联法制备的固定化漆酶活性差不多而且比包埋-交联法制备的固定化酶活性高;氯化钙浓度对漆酶固定化的作用极显著;给酶量和海藻酸钠的浓度对漆酶固定化的作用显著;固定化时间对包埋固定漆酶的影响不太大。包埋法固定漆酶的最佳条件为:氯化钙浓度1%,海藻酸钠3%,给酶量15.6U,固定化时间4h。交联固定法中,壳聚糖最适浓度(w/v)为3%,戊二醛浓度(v/v)0.4%,最佳交联时间和固定化时间分别为16h和8h。综合操作条件要求及原料费用考虑,包埋法更适合于固定化酶的应用研究,因此,主要研究了包埋法制备的固定化漆酶的酶学性质及其对染料的降解。结果表明:固定化漆酶的适宜反应温度范围变大,在40-55℃条件下催化效果均好,最适反应pH为5.0,与游离酶相比,向碱性方向偏移了一个单位。固定化漆酶的热稳定性和酸碱稳定性以及操作稳定性均有提高,促进了漆酶在工农业和其他领域的进一步应用。利用固定化漆酶降解了甲基橙、橙黄Ⅰ、橙黄G6、铬黑T、酸性媒介红、碱性品红、丽春红和苋菜红八种偶氮染料。结果表明:在未加介体时,固定化酶对铬黑T和酸性媒介红的脱色效果就已经很好,脱色率最高可分别达到85.3%和93.4%;加入分子介体后,各种染料的脱色率都有不同程度的提高。表明了疣孢漆斑菌胞外漆酶及固定化漆酶在染料降解方面有很大的应用价值。另外,固定化酶的终浓度、染料的终浓度以及介体的终浓度和pH环境,对固定化酶降解染料都有一定的影响。
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