表面活性剂对固态发酵中简青霉产漆酶及降解苯酚的影响

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目前,我国农业固废污染问题日益突出,每年都有大量农业固体废弃物产生。对环境造成了巨大的污染。尤其是农作物秸秆及农业废渣的处理,问题较为突出。而固态发酵被认为是最有效的处理这些废物的处理方法之一。利用这些农业秸秆、废渣等木质纤维素原料进行固态发酵,不仅可以作为解决能源危机、治理环境污染的重要手段,而且是绿色生产的主要工具。在固态发酵过程中,微生物酶对有机质的降解发挥着重要的作用。目前国内外对微生物产酶的影响因素的研究已经比较多。一些研究表明,添加表面活性剂是影响微生物产酶的一种方法。表面活性剂是具有亲水基和疏水基的离子或非离子化合物,具有降低表面张力、稳定乳化液、增溶、改变分子极性等作用。表面活性剂能够改变细胞表面的疏水性和极性等性质,改变细胞膜的通透性,有助于菌体胞外酶的分泌和其与底物的接触,从而提高微生物产酶量。尤其是生物表面活性剂具有无毒、可生物降解,无二次污染等优点,倍受关注。漆酶作为一种氧化还原酶,不仅能够降解固态发酵中的木质纤维素,而且能够降解有机污染酚类物质。由于它广泛的应用价值,逐渐受到科研工作者的重视。本实验采用固态发酵的方法,研究了三种化学表面活性剂(SDS,Tween-80,TritonX-100)和两种生物表面活性剂(鼠李糖脂和茶皂素)对土壤中的优势菌简青霉产漆酶酶的影响及发酵底物中有机质降解情况。另外还研究了存在苯酚污染底物的条件下,化学表面活性剂和生物表面活性剂对固态发酵过程的影响,研究了漆酶酶活,苯酚降解,真菌生物量及有机物降解的变化情况。不存在苯酚影响的固态发酵实验结果表明,SDS,Triton X-100,Tween-80对简青霉产漆酶都有一定的抑制作用,并不同程度地改变了漆酶出现高峰期的时间。添加0.02%TS,0.06%TS,0.10%TS分别能使简青霉产漆酶的最高酶活提高2倍,1倍,0.5倍。随着TS浓度的增加,其对简青霉产漆酶的促进作用下降,而不同浓度的RL促进漆酶酶活的依次顺序为0.010%RL>0.005%RL>0.015%RL。添Tween-80和RL促进了真菌的生长,同时也提高了有机质的降解,其他表面活性剂对这两项指标均表现为抑制作用。存在苯酚的固态发酵实验结果表明,除了0.005%SDS之外,其他化学表面活性剂基本上对漆酶的产生没有促进作用,而且均表现为抑制效果。但生物表面活性剂TS和RL对简青霉产漆酶有较好得促进作用,其中低浓度生物表面活性剂促进作用较为明显,浓度为0.02%,0.06%,0.10%TS分别比对照样高出了163.7%,68.2%和23.3%。而RL主要表现为延迟了漆酶峰值出现的时间,在整个实验过程促使漆酶酶活一直处于不断上升当中。在固态发酵中苯酚降解跟漆酶酶活的演变过程是一致的。除了0.05%Tween-80在发酵的前期阶段以及RL对真菌的生长有一定的促进作用之外,其他表面活性剂均表现为抑制真菌的生长。这些结果说明RL能够缓解苯酚对微生物的毒害作用,提高漆酶的产量和活性,从而促进苯酚的降解,在存在有机物污染的固态发酵中具有很广泛的应用价值。
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