黄孢原毛平革菌木质素过氧化物酶粗酶对一种活性偶氮染料的脱色.pdf

第三屉环境棱拟与污染控谁4 学求研讨会论文 黄孢原毛平革蓖木质素过氧化物酶粗酶对一种活性偶氮染料的脱色 喻国策．文湘华．李锐，钱易 清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点联台丈验室，北京1 0 0 0 8 4 白腐真菌能够分泌木质素降解酶，降解许多持久性和有毒有机污染物然而，白脯真菌 在环境工程中的直接应用可能存在以下问题：真菌生长需求在大规模条件下难于满足，真菌 培养需要较长时间，以及难降解有机物易在菌丝上吸附等( M o r e i r ae ta 1 ．，2 0 0 1 ) 相比之下， 采用木质素降解酶处理可能是一条更为简易和高效的途径( K a r a I I l ＆N i c e l l ，1 9 9 7 ) 合成染料 在纺织等工业中被广泛应用，它们往往具有难于被生物降解的结构，采用常规生物处理方法 难以去除采用木质紊降解酶对染料进行活体外降解是～种值得探索的方式，术质素降解酶 粗酶液的真接利用更可以避免因酶的纯化雨导致的酶生产的高额成本，目前相关研究均卜分 少见( Y b u n g & Y u ，】9 9 7 ；M o r e i 豫e ta 1 ．，2 0 0 1 ：M 0 1 d e se ta 1 ．，2 0 0 3 ) 。

本文利用黄孢原毛平革菌 ( 肌d H e m 出口B 陀幽n 8 0 印D 一“m ) 木质素过氧化物酶( L i P ) 粗酶液对～种常见的活性偶氮染料 一一活性艳红( R B R ) K - 2 B P 进行脱色处理，获得了较好结果 l 材料和方法 1 ．】L i P 发酵 菌株采用尸．幽—却妒D —f f mB } ：M —F - 1 7 6 7 ，培养基以前c n & K i r k ( 1 9 8 8 ) 培养基为基础，其 中，碳氮比为2 8 ，4 4m M ( 以葡萄糖／N 地+ 表示) ，采用0 ．0 2M 乙酸缓冲液( p H 4 4 ) 拳】15m M 藜芦醇( Ⅵ～) 采用1 ．5c m 聚氨酯泡沫块作为固定化培养载钵，接种量为1 ×l0 5 孢子／m { ，在 2 5 0 m l 锥形瓶( 含1 0 0 m l 培养基) 中在3 7 ℃和1 6 0r p m 条件下进行非浸没式液体振荡培养 培养3d 在L i P 活力最大时，离心( 9 0 0 0r p m ，i O m i n ) 获得L 伊粗酶液，其中L i P 为2 8 2 ．9 u ／L ， 锰过氧化物酶( M n P ) 为1 4 4 U ，L ，漆酶( L a c ) 为1 4 ．2 U ／L 。

1 ．2 活性艳红脱色 反应系统由L i P 粗酶液、藜芦醇、H 2 0 2 、活性艳红和5 0m M 滔石酸缓冲液组成，反应在 2 5 0m I 锥形瓶( 反应体积为5 0m I ) 中在3 0 ℃和1 6 0r p m 条件下进行，由H 2 0 2 加入启动反 应，1 5m j n 后反应结束，测定活性艳红脱色率对照实验以去离子水代替粗酶液与上述反应 同时进行所有实验均同时进行三组平行试验，实验结果取其平均数值 1 ．3 分析方法 L 1 P 活力采用T i e n ＆鼬r k ( 1 9 8 8 ) 方法测定，M n P 活力采用P a s z c z y l l s k le ta l ( 1 9 8 8 ) 方法测 定，L a c 活力采用B o I Ⅱb o 咖嘶s ＆P a i c e ( 1 9 9 0 ) 方法测定活性艳红经测定在实验p H 范围内 吸收光谱相同，最大吸收波长为5 3 3n m ，其脱色率以样品在5 3 3n m 处吸收值相对于对照降 低的百分率来表示 2 结果和讨论 2 ．1D H 对脱色的影响 p H 对脱色反应有关键性影响，活性艳红仅在p H 3 ．1 附近狭窄范围内有显著脱色，而在其 它p H 下几乎没有变化( 图1 ) 。

L i P 虽在p H 低于3 时有较高活性，但脱色的最优p H 却与染 料本身有密切关系，染料脱色一般需要酸性条件 22H 2 0 2 浓度对脱色的影响 反应体系中加入少量H 2 0 2 ( O ，lm M ) ，可以显著促进脱色反应的进行，较大的H 2 0 2 浓度 并不能使活性艳红进一步脱色( 图2 ) 反应体系中不加入H 2 0 2 时，活性艳红几乎没有脱色． 一1 9 5 — 第三届环境模拟与污染控制学术研讨会论文 这表明P ．幽，声印D ，f “ l 在培养过程中分泌的H 2 0 2 的量是非常有限的，它很可能是木质素降 解酶各种降解反应的一个普遍的限制因素，同时，粗酶液中少量L a c 的存在对活性艳红的脱 色不起作用 2 ．3 藜芦醇浓度对脱色的影响 随着藜芦醇浓度的增大活性艳红脱色程度加强，在高于1 ．5m M 时，脱色率达到饱和 ( 图3 ) 反应体系中不加入藜芦醇时，活性艳红可以发生有限的降解现象( 脱色率1 4 ．7 ％) 考虑到粗酶液中较小的M n P 活力以及较少量的M n ”，这种脱色可能主要是由于L i P 依靠粗 酶液中存在的少量藜芦酵实现的 H l O t ( m M ) } ／，一一一 f ／骀 V 日m I 叫a I c o h o I ( m M ) 圉l 口H 对脱色的影响 图2H ：0 2 浓度对脱色的影响图3 藜芦醇浓度对脱色台勺影响 24 活性艳红浓度对脱色的影响 活性艳红浓度在低于6 0m g ／L 时，可以维持较高的脱色率( 高于8 5 ％) ：在高于6 0m ∥L 时，脱色率迅速下降( 图4 ) 。

高活性艳红浓度可能降低了脱色反应逮率，并对酶反应过程存 在不利的作用 25L j P 活力对脱色的影响 在低于某一活力( 5 6 ．6u ，L ) 时，L i P 活力增大显著促进了脱色的进行，在高于此活力时， L i P 活力增大没有进一步促进脱色，最大脱色率为8 9 ％( 图5 ) 脱色的终止( 终止时为淡棕 色) 可能和粗酶反应体系有关．更可能是由L i P 本身的底物范围限制即其难以对降解后的小 分子进一步降解导致的( 图6 ) R ∞咖b n 啮州H dK - 2 B P f m 口∞L 沪《u 几】 囤4 活性艳红浓度对脱色的影响图5L ·P 活力对脱色的影响图6 活性艳红来经酶处理( 一) 和 经酶处理( ·) 的吸收光谱 3 结论 本文报告了利用P ．曲，弦一“m 固定化培养获得的L i P 粗酶降解活性偶氮染料——活性 艳红K ．2 B P 的特征，最大脱色率可达8 9 ％进一步工作包括m P 粗酶的利用以及L i P 和M n P 对多种染料的脱色作用 参考文献( 略) 一1 9 6 一 一辞一喜日NciRv口口一霉一coi日墨一#一5#ltoto 4918自E 。