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研究了产朊假丝酵母(Candida utilis)、热带假丝酵母(Candida tropicalis)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)分泌锰过氧化物酶的活性和对活性紫 KN-4R染料的脱色作用。通过在酵母菌发酵体系中添加外源物质,探索能够提高锰过氧化物酶活性和对活性紫 KN-4R脱色率的手段;探讨锰过氧化物酶和染料脱色间的关系,最后通过响应面法优化出对活性紫 KN-4R脱色率提高的最佳培养基组合。主要研究结果如下: 1.振荡和静置培养下,研究了不同浓度(50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、800 mg/L)活性紫 KN-4R对产朊假丝酵母、热带假丝酵母和酿酒酵母液态发酵体系下三种菌体产量的影响以及这三种酵母菌发酵体系下对不同浓度(50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、800 mg/L)活性紫 KN-4R的脱色率。结果表明:振荡和静置培养下,与对照相比,50 mg/L-200mg/L的活性紫 KN-4R均可显著提高三种酵母的菌体产量,活性紫 KN-4R染料浓度为100 mg/L时,三种菌的菌体产量均达到最高;而400 mg/L和800mg/L对菌体生长有显著地抑制作用。振荡和静置培养下,活性紫 KN-4R染料浓度为100 mg/L时,所试的三种酵母对染料的脱色率均最高;而在振荡培养条件下脱色率均高于静置培养,产朊假丝酵母、热带假丝酵母和酿酒酵母对活性紫 KN-4R脱色率最高分别为68.4％、75.9%和78.1%。同时,同等条件下,振荡培养的菌体产量要比静置培养的效果好。故以下研究选择活性紫 KN-4R染料浓度为100 mg/L,培养方式为振荡培养,菌种为热带假丝酵母和酿酒酵母。 2.研究了不同浓度(0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)葡萄糖和硫酸铵,不同浓度的(1 mM、3 mM、5 mM)草酸和不同种类的(Cu2+、Mn2+、Na+、Zn2+,浓度为5 mM)金属离子对热带假丝酵母和酿酒酵母发酵体系中锰过氧化物酶活性和对脱色率的影响。结果表明:随着时间的延长,锰过氧化物酶的分泌均表现出先增加后逐渐降低的趋势,在第一天均达到最大值。在两种酵母发酵体系中,与对照相比,0.5%的葡萄糖显著提高锰过氧化物酶的活性,其活性分别是对照组的1.20倍和1.79倍;而1.0%、1.5%、2.5%的葡萄糖有显著的抑制作用。0.5%的硫酸铵显著提高锰过氧化物酶的活性,分别高出对照组32%、35%;而1.0%、1.5%、2.5%的硫酸铵则有显著的抑制作用。1 mM的草酸对锰过氧化物酶的分泌有显著的促进作用,其酶活最高分别达到6.2U/L、6.7U/L,分别高出对照组1.8 U/L、2.2 U/L;而3 mM和5 mM的草酸则有显著的抑制作用。Cu2+、Mn2+、Na+能显著提高对热带假丝酵母和酿酒酵母产生锰过氧化物酶活性,其中Cu2+的促进作用最强,分别达到5.8 U/L和6.2 U/L,均为对照组的1.32倍。 在两种酵母发酵体系中,0.5%的葡萄糖和硫酸铵,1 mM的草酸对活性紫 KN-4R脱色率均有显著的提高作用,脱色率随时间延长而逐渐增加,在第六天时,均达到最高;而1.5%-2.0%的葡萄糖和硫酸铵,5 mM的草酸均表现出抑制作用。在热带假丝酵母和酿酒酵母基础培养基中添加0.5%的葡萄糖,对活性紫 KN-4R的脱色率分别为81.8%、85.1%,分别高出对照6%、5.1%;添加0.5%的硫酸铵,两种酵母对活性紫 KN-4R的脱色率分别为77.3%、78.4%,分别高出对照1.5%、0.6%;而1 mM的草酸显著提高两种酵母对活性紫 KN-4R的脱色率,其脱色率分别为83%和86.6%,分别高出对照4.2%和6.5%。Cu2+、Mn2+、Zn2+对活性紫 KN-4R脱色率有显著的提高,热带假丝酵母对活性紫 KN-4R的脱色中, Mn2+的促进作用最显著,脱色率达到82.53%,高出对照组6.72%;而在酿酒酵母对活性紫 KN-4R的脱色中,Cu2+的作用最显著,脱色率达到85.73%,高出对照组5.73%。 两种发酵体系中锰过氧化物酶活性高时活性紫 KN-4R脱色率提高幅度也大,即锰过氧化物酶活性与脱色率间呈正相关关系。 3.根据以上实验结果,分别以葡萄糖、硫酸铵、草酸和金属离子为实验因素进行响应面实验。结果表明:热带假丝酵母和酿酒酵母液态发酵体系中,对活性紫KN-4R脱色效果最佳的培养条件均为:麦芽汁基础培养基中加入0.5%葡萄糖、0.6%硫酸铵、1 mM草酸和0.5 mM Mn2+;草酸浓度是活性紫 KN-4R脱色反应的首要因素。葡萄糖浓度与草酸浓度、硫酸铵浓度与金属离子种类间的交互作用分别在热带假丝酵母和酿酒酵母发酵体系中最为显著。最优培养条件下,热带假丝酵母和酿酒酵母液态发酵体系中,对活性紫 KN-4R脱色率分别为85.50%和88.59%。