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聚乙烯醇(PVA)是一种人工合成的水溶性高分子聚合物。因其具有pH稳定、混溶性及乳化能力强等优良特性,同时对天然纤维和一般的合成纤维具有较好的粘附性、成膜性和耐磨性,是目前涤棉织物经纱上浆中的主要浆料。采用PVA上浆的织物,必须经过退浆处理才能增加其吸水性。传统的退浆方法是使用7090℃的热水对棉织物进行洗脱,洗脱下的PVA随废水排出。由于PVA化学耗氧量大,可生化性较差,给水体造成了严重的污染。而利用酶法退浆,在退浆的同时对高聚合度的PVA进行降解,提高了退浆废水的生物可降解性,从退浆过程中的水耗、能耗及对废水的处理费用看,酶法处理较常规方法有较大的优势;同时酶法退浆条件温和,对棉织物的损伤小,因此对PVA降解酶的研究越来越受到重视。本论文在筛选PVA降解酶高产菌株的过程中,首先采用生物多样性指数法对初筛的菌株进行物种丰富度的初步分析,之后对PVA降解酶高产菌株WSH04-01进行了鉴定,研究了该菌株的培养特性、摇瓶发酵的营养条件和环境条件、PVA降解酶粗酶液的酶学性质,最后应用酶法进行了退浆的小试研究。主要研究结果如下:(1)采用Shannon-Wiener的多样性指数模式对不同采样地点产PVA降解酶的微生物的物种丰富度进行了分析,从多样性指数分析结果可以看出,PVA降解酶产生菌在种类上是多样的,它们的生活环境比较广泛。(2)通过16S rDNA全序列及一系列生理生化试验鉴定,该菌株属于紫色杆菌属Janthinobacterium sp. ,这是国内外关于紫色杆菌产PVA降解酶的首例报道。Janthinobacterium sp. WSH04-01能够生长在以PVA作为唯一碳源的基质上,菌株产生的PVA降解酶主要是通过诱导产生的,并且有95%分泌至胞外。(3)Janthinobacterium sp. WSH04-01所产的PVA降解酶对PVA的降解机制类似于已报道的PVA降解酶的作用机制,即由PVA氧化酶和β-双酮水解酶联合先后作用于PVA,使之产生降解。(4)对Janthinobacterium sp. WSH04-01的种子、发酵摇瓶培养基和发酵过程的环境条件进行了研究,并在此基础上对发酵过程中PVA的降解进行了验证。适宜的种子摇瓶培养基组成为(g/L):corn starch 20,Yeast-extract 5,K2HPO4 1.6,KH2PO4 0.2,MgSO4 0.05,CaCl2 0.05,FeSO4·7H2O 0.02,NaCl 0.02。适宜的发酵培养基组成为(g/L):PVA 10,Glucose 3,Yeast-extract6,K2HPO4 2,KH2PO4 0.25,MgSO4 0.03,CaCl2 0.05,FeSO4·7H2O 0.02,NaCl 0.02, pH 7.2。装液量为250 ml三角瓶中装30 ml培养基;接种量为8%;种龄为12 h;摇瓶发酵时间为21 h。(5)Janthinobacterium sp. WSH04-01所产的PVA降解酶作用的适宜pH范围为5.07.0,适宜温度范围为3550℃;在35℃下酶活相对稳定,保温3 h后相对酶活仍大于80%。Mg2+、Al3+、Ca2+、Fe2+、Ba2+、Hg+和Mn2+等离子对酶活有促进作用,而Cu2+、Ni2+、Hg2+、Zn2+、Sn2+等对酶活有抑制作用,其中Hg2+和Cu2+对PVA降解酶的抑制作用尤强。