漆酶对环境污染物降解的研究

合集下载

环境领域中固定化酶的应用

环境领域中固定化酶的应用

环境领域中固定化酶的应用作者:刘秀红等来源:《安徽农业科学》2014年第21期摘要近些年来,固定化酶技术以其操作简单、无二次污染和对底物特异性高等优点在环境领域的应用受到越来越多的关注。

在此综述了固定化酶在环境领域中的众多应用,如高浓度有机废水和低浓度含农药废水处理、污染土壤修复及环境监测等方面。

关键词固定化酶;环境领域;污水处理;环境监测;清洁生产中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611(2014)21-07171-04Applications of the Immobilized Enzyme in Environmental FieldsLIU Xiuhong, CHANG Yanhong et al (Department of Environmental Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083)AbstractIn recent years, more and more attention is paid to the immobilized enzyme technology and its applications in environmental fields since it has advantages of simple operation, no secondary pollution, the high substrate specificity, etc. In this article, many applications of immobilized enzyme such as treatment of highconcentration organic wastewater and lowconcentration wastewater containing pesticides, soil remediation and environmental monitoring, were reviewed.Key words Immobilized enzyme; Environmental fields; Sewage treatment; Environmental monitoring; Cleaner production固定化酶技术是一种通过物理或化学手段,将游离酶定位于限定的空间区域内,并使其保持活性及可反复使用的技术手段,其在食品工业、医药和环境分析等领域中有广泛的应用。

降解酶对环境污染物降解的作用研究

降解酶对环境污染物降解的作用研究

降解酶对环境污染物降解的作用研究随着工业化和城市化的发展,环境污染问题日益严重。

各类污染物如化学物质、有机物、重金属等,对人类的健康和生态系统造成了严重的威胁。

其中,有机物污染物是一种较为普遍的环境污染物,主要来源于各种工业废水、农业排放、家庭污水等。

它们具有高毒性、难以降解、易积累等特点,对生态环境和人类健康构成了重大威胁。

因此,研究一种高效的处理污染物的方法就变得尤为重要,其中降解酶的使用是一种非常有效的方法。

1. 降解酶的概念和作用首先,简单介绍一下降解酶的概念和作用。

降解酶是一种能够有效分解各种有机物质的酶,它能够将复杂的有机分子分解为简单的无机物,使其变得更易于处理和吸收。

降解酶的使用非常广泛,可以用于各种废水处理、土壤修复、生产等领域。

它具有处理速度快、高效、不污染等优点,是一种非常重要的处理污染物的方法。

2. 降解酶的分类和作用机制降解酶可以分为多种类型,如脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶等。

每种降解酶都有其专门作用的分解物种。

以脂肪酶为例,它主要作用于脂肪类物质。

蛋白酶主要分解蛋白质,纤维素酶主要降解纤维素等。

降解酶分解污染物的机理比较复杂,但其主要分为两个步骤:首先是酶与底物的结合,形成一个酶-底物复合物;其次,酶与底物发生反应,通过活性中心作用将底物分解成小分子物质。

3. 降解酶在不同领域的应用降解酶在废水处理方面的应用比较广泛。

例如,将含有有机物的废水注入生物反应器中,添加适量的降解酶,可以快速分解污染物,达到净化水质的目的。

同时,在农业方面,降解酶可以用于土壤修复,分解土壤中的农业残留物、化肥等,提高土壤肥力。

4. 降解酶的研究进展近年来,随着科技的不断进步和环境污染问题的愈加突出,降解酶的研究也取得了很大的进展。

重点研究的方向主要包括环境中有机物的降解机理、降解酶的分离纯化及其性质研究、降解酶的启动机制等。

在研究中,不少学者通过改进降解酶的性质,提高其反应速度,增大其表面积,使降解酶的降解效果更加理想。

高产漆酶菌株的筛选及对染料的降解

高产漆酶菌株的筛选及对染料的降解

高产漆酶菌株的筛选及对染料的降解
高产漆酶菌株的筛选是指在自然环境中寻找出能够高效产生漆酶的菌株。

常规的筛选方法包括培养物染色法、营养物变质法、纸板涂片法等。

其中,培养物染色法是最常见的筛选方法,通过将待筛选菌株培养在含有染料的培养基上,观察染色变化来筛选出具有高产漆酶能力的菌株。

营养物变质法则是通过使用染料作为唯一碳源进行培养,筛选出能够利用染料作为唯一碳源并高效降解染料的菌株。

纸板涂片法是通过将待筛选菌株涂片于含有染料的纸板上,观察菌落生长和染料降解情况来筛选高产漆酶菌株。

高产漆酶菌株对染料的降解是指这些菌株能够将染料分子降解为无害的物质或将其转化为可再利用的物质。

漆酶是一种特殊的氧化酶,具有广谱的染料降解能力。

菌株通过产生漆酶来降解染料,漆酶可以在染料分子中引入氧原子,使得染料分子发生氧化反应,降解为低分子化合物。

高产漆酶菌株对染料的降解能力通常会通过测定漆酶活性、测定染料降解率等指标来评估。

降解染料可以有效地减少染料对环境的污染,这对环境保护和可持续发展具有重要意义。

酶在环境保护中的应用

酶在环境保护中的应用

酶在废水处理中的应用
水净化
世纪70 年代,固定化酶已 被用于水和空气的净化。法国工 业研究所积极开展利用固定化酶 处理工业废水的研究,将能处理废 水的酶制成固定化酶。处理静止 废水时直接用酶布或酶片;处理流 动废水时根据废水所含污物的种 类和数量,确定玻璃酶柱或塑料酶 柱的高度和直径,采用多酶酶柱或 单一酶柱。
利用胆碱酯酶检测有机磷农药污染
为了监测农药的污染,人们研究了多种方法,其中采用胆碱酯 酶监测有机磷农药的污染就是一种具有良好前景的检测方法。
胆碱酯酶可以催化胆碱酯水解生成胆碱和有机酸: 有机磷 农药是胆碱酯酶的一种抑制剂,可以通过检测胆碱酯酶的活 性变化,来判定是否受到有机磷农药的污染。
利用乳酸脱氢酶的同工酶监测重金属污染
通过β-葡聚糖苷酸酶监测大肠杆菌污染
将4–甲基香豆素基–β–葡聚糖苷酸掺入选择性培 养基,样品中如果有大肠杆菌存在,大肠杆菌中 的β–葡聚糖苷酸酶就会将其水解,生成甲基香豆 素。甲基香豆素在紫外光的照射下发出荧光。由 此可以检测水或者食品中是否有大肠杆菌污染。
利用亚硝酸还原酶检测水中亚硝酸盐浓度 亚硝酸还原酶(nitrite reductase,EC1.6.6.4)是催 化亚硝酸还原生成一氧化氮的氧化还原酶。
含酚废水
芳香族化合物,包括酚和芳香胺,属于优先控制的污染物,塑料厂、树脂厂、染 料厂等企业的废水中都含有这类污染物,很多酶已用于这类废水处理。辣根过氧化 物酶( HRP) 的应用集中在含酚污染物的处理方面,使用HRP 处理的污染物包括苯 胺、羟基喹啉、致癌芳香族化合物等。HRP 可以与一些难以去除的污染物一起沉 淀,形成多聚物而使难处理物质的去除率增大。如多氯联苯可以与酚一起从溶液中 沉淀下来。科学研究了用磁性CS2M 固定化HRP 处理含酚废水,不仅有较高的酚去 除率,并可利用其磁响应性简便地回收磁性酶。并用壳聚糖固定化漆酶,通过共价结 合,壳聚糖固定化漆酶获得了较高的酶活性回收率,在25 ℃条件下半连续处理酚类污 染物,连续操作12 次后固定化酶活性仍保留60 %以上,漆酶的使用效率比简单的物 理吸附明显提高。墨西哥科学家从萝卜中提炼出一种能清除工业废水中酚类混合物 的酶,经这种萝卜素酶处理过的工业废水可以循环再利用。

真菌漆酶的研究进展

真菌漆酶的研究进展

真菌漆酶的研究进展宋瑞(安徽大学生命科学学院合肥230039)【摘要】漆酶是一种蓝色多铜氧化酶,和植物中的抗坏血酸氧化酶,哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属同族,能够催化多种有机底物和无机底物的氧化[1,2],同时伴随分子氧还原成水。

漆酶广泛分布于真菌、高等植物、少量细菌和昆虫中,尤其在白腐真菌中普遍存在。

漆酶特有的结构性质和作用机理使其具有巨大的应用价值。

本文就真菌漆酶结构,功能的研究进展作一综述,并对其应用作简单介绍。

【关键词】真菌漆酶三维结构功能应用1真菌漆酶结构特征1.1 漆酶的组成漆酶是一种糖蛋白,肽链一般约由500个氨基酸组成[3],糖基含量差异较大,占整个分子质量的10%—80%[4],据相关报道,漆酶的热稳定性可能与其糖基化有关。

糖组成包括半乳糖、葡萄糖、甘露糖、岩藻糖、氨基己糖和阿拉伯糖等。

Mayer[5]认为漆酶并不均一,它由多条5000~7000分子量的糖肽链基本结构单元组成。

由于结构单元之间的缔合度不同,造成了各种漆酶分子量的不同。

另外,分子中的糖基的差异,也会引起漆酶的分子量随来源不同会有很大的差异,从59—390ku不等。

真菌漆酶约含19种氨基酸,绝大部分为单体酶,但也有例外,如双孢蘑菇和长绒毛栓菌漆酶由两个亚基组成[6],而柄孢壳漆酶I由四个亚基组成。

漆酶种类繁多,不同种类的真菌产生的漆酶种类不同,即使同一种真菌在不同环境下也产生不同种漆酶。

1.2漆酶的晶体结构由于漆酶是含糖蛋白质,且糖质量分数较高,一直以来很难获得X-衍射分析所用的单晶体,因此阻碍了关于漆酶结构的研究进展。

1998年第一个漆酶晶体是Ducros V[7]制备的来自灰盖鬼伞(Coprinus cinereusv)T1Cu缺失型漆酶晶体,并分析了其结构。

至今为止,Bacillus subtilis(CoA)[8];Melanocarpus albomyces(MaL)[9];Rigidoporus lignosus(RiL)[10];Pycnoporus cinnabaricus(PcL)[11];Coprinus cinereus(CcL)[12]和Trametes versicolor(TvL)[13]漆酶的三维结构已相继被报道。

共基质体系下漆酶介体系统降解氮杂环化合物的研究

共基质体系下漆酶介体系统降解氮杂环化合物的研究
d r sn esu t a e r C s bs r t a e e r he .The r s t howe ha nd e c l e d gr de fe tv l e igl bs r t s o O— u ta ew s r s a c d e ulss d t ti ol ou d b e a d ef c i ey by LM S u nde t i l ubsr t ys e sa O s s r t ys e s t e de r d to e c e h q lbru s a e r p— rbo h sng e s t a e s tm nd C — ub t a es t m , h g a a i n r a h d t e e uii i m t t a
合 物 的修 复 提 供参 考 。
玲 , ,9 5年 生 , 士 研 究 生 , 究 方 向 为 漆 酶 在难 降 解有 机 物控 制 中 的应 用 。 讯 作 者 。 女 18 硕 研 通
*湖北 省 自然 科 学 基 金 资助 项 目( . 0 0 D 0 5 2 。 No 2 1 C B 3 0 )
王 玲 等 共 基 质 体 系 下 漆 酶 介体 系 统 降 解 氮 杂 环 化 合 物 的 研 究
1 材 料 与 方 法
( T 和 A TS ) 这 些活 性 中间体 能从 氧分 子 AB s B ¨ , 中获 得 电子 , 把 电子 传 递 给氮 杂 环 化 合 物 。在 好 并
b n — h a oi e 6 s lo a e ( TS e z t iz l 一 一 u f n t ) AB n )me it r Th i d g a a i n o i o e o s h t r c c i c m p u d y LM S u — d a o . eb o e r d t fn t g n u e e o y l o o n sb o r c n

漆酶降解木质素及其抗氧化性能的研究

漆酶降解木质素及其抗氧化性能的研究

漆酶降解木质素及其抗氧化性能的研究
木质素是植物细胞壁重要的组成部分,也是木材加工过程中起重要作用的成分。

随着胶合材料和木材漆料在建筑装饰、家具制造等行业的不断发展,对木材制品进行降解成可添加剂、粘合剂和颜料等就显得至关重要。

木材漆酶是一种特殊的聚酶,它能够有效降解木质素,为制造高质量的木质制品提供基本材料。

木质素的漆酶降解研究可以从两个方面入手:一是降解效率,另一个是降解过程中抗氧化性能的改善。

木质素降解的效率,评价的标准主要是水溶性木质素的百分比。

一般来说,如果水溶性木质素含量越高,则表明木质素降解效率越高。

另外,降解过程中抗氧化性能也非常重要。

抗氧化物质可以有效保护木材免受腐蚀,延长木材的使用寿命。

随着研究的深入,越来越多的结果表明,木材漆酶的使用不仅可以显著提高木质素的降解效率,而且能够改善降解过程中木质素的抗氧化性能。

未来,将继续改进木材漆酶,以提高木质素降解效率和抗氧化性能,为製造高質量的木質制品提供更多便利条件。

漆酶的特性及其应用

漆酶的特性及其应用

漆酶的特性及其应用作者:罗小叶来源:《山东工业技术》2014年第23期摘要:到目前为止,漆酶的应用主要体现在造纸工业中的生物制浆,食品工业中面包的发酵和酒类芳香性和外观的修饰,纺织工业中染料的脱色以及环境保护中的生物修复等诸多领域。

同时,漆酶的来源也非常广泛,可以从高等植物、细菌及真菌中分离纯化得到,这就使得漆酶具有广阔的应用前景和发展潜力。

关键词:漆酶;应用;研究进展1 漆酶的特性漆酶是由白腐真菌、植物和细菌表达的一种细胞外糖蛋白。

它是一种多铜类氧化酶,它一般以二聚体或四聚体的形式存在。

酚类物质,芳香类物质和脂肪族胺是漆酶最常见的底物,漆酶可以催化这些物质中酚羟基氧化生成苯氧基自由基,同时氧被还原成水(Yaropolov AI 2004; Leonowicz A 2011)。

分子量较大的漆酶难以跟底物充分接触,同时,低的氧化还原电位也使漆酶对酚醛木质素的氧化受到限制,然而,一种新的高效介质的引入可以克服以上问题,这就是所谓的 Laccase-Mediator-System(LMS)。

这种介质是一种小分子物质,它首先被漆酶氧化成氧化态的形式(Mediator(ox)),Mediator(ox)再渗透到底物内部进行作用(Sergio Riva 2006)。

2 漆酶的应用漆酶的主要用途在纺织、染色和印花行业,涉及染料的脱色、木质纤维的降解以及漂白等过程(Claus et al 2012;Bajpai 1999; Leonowicz et al 2011)。

2.1 漆酶在纸浆和造纸工业中的应用生物制浆是指能降解木质素的真菌或酶对制浆过程中所需要的木屑等木质纤维原料的前处理。

这种预处理通常是在制浆之前完成,并运用于热机制浆的第一道和第二道热炼机中(Burton SW 2011)。

生物漂白是指用真菌等微生物或者它们所分泌的酶对纸浆进行预处理,漆酶可以氧化木质素中的酚羟基使其变成苯氧基自由基,这两种基团之间的转换会导致木质素的聚合和解聚,从而加速其生物漂白(Leonowicz A et al 2011)。

白腐菌真菌漆酶对染料降解的研究

白腐菌真菌漆酶对染料降解的研究

白腐菌真菌漆酶对染料降解的研究摘要:漆酶(E.C.1.10.3.2)是一类含铜的氧化还原酶,常被称为对苯二酚的氧化酶。

本文讨论白腐菌产漆酶的过程,漆酶对靛蓝和金橙Ⅱ在脱色氧化降解方面的研究,从实验的数据我们得到:漆酶在氧化降解靛蓝时最适合的pH=4.5,最佳温度是30℃,用 3.9 IU/mL的漆酶来进行脱色降解反应时,420 min时脱色较完全,可以达90%;而漆酶氧化降解脱色金橙Ⅱ的适合的条件是pH=4.0,30℃,采用浓度为13.5 IU/mL 的漆酶处理含有金橙Ⅱ的溶液,反应达500min时,脱色较完全,可以达到90%以上。

关键词:白腐菌;漆酶;靛蓝;金橙Ⅱ;脱色降解引言漆酶(E.C.1.10.3.2)是一类含铜的氧化还原酶,利用氧把对苯二酚(也叫氢醌)氧化后能生成对苯醌,也常被称为对苯二酚的氧化酶,一般存在于真菌和植物中[1][2]。

由于近代染料工业的快速发展,使得染料工业对环境的污染成为当前的重大课题[3],而漆酶能在染料的降解方面具有独特的效果,当前成为环境处理的重点产业之一。

一、真菌漆酶的微生物生产(一)菌种、试剂仪器及培养基白腐菌(white rot fung NS8),南昌大学生命科学学院保藏。

2,2?-连氮-双(3-乙基并噻-6-磺酸)(ABTS)、2,5-二甲代苯胺(XYL),Sigma公司;其它试剂都为分析纯。

高压灭菌锅;摇床;冷冻离心机;UV-1800型紫外分光光度计。

(二)CPDA培养基综合培养基(又称cpda培养基):马铃薯200克,葡萄糖20克,磷酸二氢钾3克,硫酸镁1.5克,维生素B110毫克,琼脂18-20克,自来水1000毫升,pH5-6。

(三)菌种的筛选本文中白腐菌是从枯枝上采集而来,然后再进行白腐真菌的逐步筛选。

在实际方案中,为了提高筛选的效率,菌种筛选方案常常将筛选分为初筛和复筛两步完成[4] 。

1.产漆酶的初筛将采集来的枯枝,取其中的白色块状物,用无菌水来按不同浓度(102、103、104)进行稀释,而且平行做三次。

环境污染治理中的催化降解技术研究

环境污染治理中的催化降解技术研究

环境污染治理中的催化降解技术研究近年来,环境污染问题愈发严重,如何治理环境污染成为了人们不可忽视的重要问题之一。

其中,催化降解技术成为了环境污染治理领域的重要研究方向。

本文将探讨催化降解技术在环境污染治理中的应用及其发展趋势。

催化降解技术是指通过催化剂的作用,将有毒有害物质进行分解、转化或氧化,从而将其降解成为无害的物质。

催化剂作为催化降解技术的关键因素,可以提高反应速率和催化反应的选择性,有效地促进环境污染物的降解。

首先,催化降解技术在大气污染治理中的应用颇为广泛。

近年来,大量研究表明,大气中的挥发性有机物(VOCs)是导致大气污染的主要元凶之一。

常见的VOCs污染物质包括苯、甲醛、二甲苯等,这些有害物质对人体健康具有极大的危害。

而利用催化降解技术对VOCs进行治理,则成为了有效地减少大气污染的途径之一。

例如,有研究表明,利用催化剂处理VOCs废气时,可以将VOCs的去除效率提高到90%以上。

催化降解技术不仅在大气污染治理中发挥了重要作用,也在水污染治理领域得到了广泛应用。

水污染问题的产生主要是由于各种有害物质对水体的直接或间接排放所致。

常见的水污染物质包括汞、铬、铅等重金属,以及各种化学品。

这些污染物质的排放和累积,不仅破坏了水体的生态平衡,而且也对人体健康构成了极大的威胁。

而催化降解技术通过针对不同的污染物质,研发不同类型的催化剂,从而使得水污染治理具备更加丰富和有针对性的治理手段。

除了在大气污染和水污染治理领域的应用,催化降解技术也在许多其他领域得到了广泛的应用。

例如,在垃圾处理中,使用催化剂处理废气可以有效地降解有害物质,从而减少了环境污染。

在化工工业生产中,利用催化剂进行催化反应不仅能够提高反应效率,还可以减少废弃物的产生,从而保护了环境。

因此,可以说催化降解技术已成为环境治理领域中不可或缺的一部分。

随着环境污染日益严重,如何开发更加高效、节能降耗的催化剂,成为了当前催化降解技术研究的热点之一。

利用漆酶-天然介体系统高效降解土霉素

利用漆酶-天然介体系统高效降解土霉素

2020 年 6 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities June 2020文章编号:1003-9015(2020)03-0737-05利用漆酶-天然介体系统高效降解土霉素汤星阳, 夏颖, 杨彬彬, 夏黎明(浙江大学化学工程与生物工程学院, 浙江杭州 310027)摘要:土霉素作为兽用抗生素在禽、畜养殖业中应用广泛,严重危害环境和人体健康。

采用漆酶对土霉素进行降解研究,通过介体筛选(丁香醛、香草醛、阿魏酸、对香豆酸、香草酮、ABTS、HBT),发现天然介体丁香醛和香草醛可有效促进漆酶对土霉素的降解,且效果要优于常用的人工合成介体ABTS和HBT。

进一步研究表明:在相同介体浓度条件下(0.3 mmol⋅L-1),复合介体的效果优于单一介体,其中由双天然介体丁香醛和香草醛配比而成的Syr/Van复合物对漆酶的作用显著。

对漆酶-双天然介体系统降解土霉素的反应条件进行优化,在漆酶用量0.1 IU⋅mL-1、50 ℃、120 r⋅min-1、pH 4.0的条件下反应4 h,漆酶-Syr/Van复合系统对土霉素的降解率高达95.14 %。

丁香醛、香草醛都是木质素降解过程的中间产物,采用此类廉价的天然介体替代人工合成介体ABTS、HBT,在经济和环保方面都具有明显的优势,该研究结果在环境治理方面具有良好的实际应用价值。

关键词:漆酶;天然介体;丁香醛;香草醛;土霉素;降解中图分类号:TQ465.92 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1003-9015.2020.03.023Efficient degradation of oxytetracycline using a laccase-natural mediator systemTANG Xing-yang, XIA Ying, YANG Bin-bin, XIA Li-ming(College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)Abstract: Oxytetracycline is widely used in poultry and animal husbandry as a veterinary antibiotic, which harms environment and human health. In this study, the effects of mediators (syringaldehyde, vanillin, ferulic acid, p-coumaric acid, vanillone, ABTS, HBT) on oxytetracycline degradation were investigated using laccase. The results show that syringaldehyde and vanillin could effectively promote laccase-catalyzed degradation of oxytetracycline, which is better than the commonly used synthetic mediators ABTS and HBT. Further studies indicate that mixed mediators are better than single mediators with same mediator concentration (0.3 mmol⋅L-1), and the dual natural mediators syringaldehyde and vanillin (named Syr/Van) are the most effective. The reaction conditions for the degradation of oxytetracycline by the laccase-dual natural mediators system were optimized. When the reaction was performed at 50 ℃, 120 r⋅min-1, pH 4.0 with laccase dosage of 0.1 IU⋅mL-1 for 4 h, degradation rate of oxytetracycline reached 95.14 %. Syringaldehyde and vanillin were both intermediates produced during the degradation of lignin. Replacing the synthetic mediators ABTS and HBT with inexpensive natural mediators has obvious advantages in cost saving and environmental protection. The results have great practical application in environmental treatment.Key words: laccase; natural mediator; syringaldehyde; vanillin; oxytetracycline; degradation1前 言土霉素(oxytetracycline,OTC)是在禽、畜养殖业中最常用的四环素类抗生素[1],可通过抑制蛋白质合成对立克次氏体、支原体、衣原体等多种病原菌产生抑制作用[2-3]。

酶在环境保护方面的应用

酶在环境保护方面的应用

酶在环境保护方面的应用酶在环境保护方面的应用引言:近年来,环境保护成为全球关注的焦点之一。

随着工业化和城市化的快速发展,环境污染问题日益严重。

为了解决这一问题,科学家们开始转向生物技术领域寻求解决方案。

酶作为一种生物催化剂,具有高选择性、高效率和环境友好等优势,被广泛应用于环境保护领域。

本文将探讨酶在环境污染治理、废水处理和生物能源开发等方面的应用,以及其中面临的挑战和未来发展方向。

一、酶在环境污染治理中的应用1. 酶在有机污染物降解中的应用有机污染物(如石油、有机溶剂等)的排放对环境和健康造成严重影响。

而酶在有机污染物降解过程中发挥着关键作用。

例如,过氧化物酶和芳香族醇脱氢酶在石油降解中起到催化氧化作用,将有机污染物转化为无害的产物。

此外,酶还可用于土壤修复,通过提高土壤有机质分解速度和降解有毒物质,达到净化土壤的目的。

2. 酶在重金属污染修复中的应用重金属污染是另一个严重的环境问题。

传统的重金属污染修复方法如化学沉淀、电吸附等存在着高成本、效果不佳等缺点。

而酶催化降解重金属离子的方法更加有效且环保。

例如,酶可以将重金属离子转化为难溶性的盐或沉淀,从而实现重金属污染的修复。

此外,酶还可以与吸附剂结合使用,提高重金属离子的吸附效率和再生能力。

二、酶在废水处理中的应用1. 酶在废水中有机物降解中的应用废水中的有机物质是造成水体污染的主要来源。

传统的废水处理方法如生物处理、活性炭吸附等效果有限。

而酶在废水处理中具有高效降解有机物质的能力。

例如,脱氢酶和酯酶等可以加速有机物质的降解并转化为无害产物。

2. 酶在废水中重金属去除中的应用废水中的重金属离子对环境和人体健康都具有潜在的危害。

酶催化重金属离子的去除是一种高效、环保的方法。

例如,酶可以与重金属离子形成络合物,从而实现废水中重金属离子的去除。

此外,酶还可以与其他净化材料结合使用,提高去除效率并降低处理成本。

三、酶在生物能源开发中的应用随着全球能源需求的增加和化石燃料资源的减少,开发可再生能源成为一项紧迫任务。

漆酶在印染废水处理中的应用

漆酶在印染废水处理中的应用

漆酶在印染废水处理中的应用漆酶在印染废水处理中的应用摘要:生物酶处理废水因其条件温且不产生污泥,满足节能减排的要求而受到业界的重视。

漆酶是一种氧化还原酶,对各种酚类、芳胺和衍生物都具有催化作用,底物范围广,是作为印染废水处理的首选酶。

本文对漆酶的来源、生产、印染废水处理方面应用前景等几个方面做简要介绍。

关键词:漆酶;印染;废水处理;催化漆酶最早是由日本人于1883年从漆树的分泌物中发现的,后来人们发现许多生物包括植物、微生物(主要是真菌),甚至昆虫体内都可产生漆酶,其中以担子菌中白腐菌产生最多。

漆酶是一种含四个铜离子的多酚氧化酶,底物范围广。

据统计,漆酶能催化氧化六大类250余种底物,包括酚及其衍生物、芳胺及其衍生物、羧酸及其衍生物、金属化合物和其他非酚类底物等,且通过与小分子介体物质连用可进一步扩大其应用范围。

据报道有关漆酶在纺织行业的应用有:漆酶对纺织纤维的改性、用于麻的煮练和棉织物的漂白、专利报道漆酶/介体体系用于织物的染色和印花,还有用于牛仔布的水洗等,非常广泛。

由于印染行业产生大量废水,且含有大量含酚类或芳胺结构的有色物质,适合应用漆酶进行处理。

近几年这方面的研究报道也很多。

一、漆酶的生产漆酶是一种胞外酶,可通过微生物培养和基因工程大量得到,长期以来多采用液体发酵的方式得到。

近年来真菌固体发酵由于其发酵原料成本较经济、基质前处理简单、回收纯化过程及废弃物处理通常较简化等优势已成为漆酶生产研究的一个热点领域【1】。

研究的过程主要是分离高产菌株、驯化培养、优化培养条件等。

最近研究报道的产漆酶优良菌株有白地酶M3、栗生灰黑孔茵、硬毛粗毛盖孔菌Funalia trogii等,所产漆酶都对印染废水有良好脱色作用,其中硬毛粗毛盖孔菌Funalia trogii所产漆酶,无论是否经纯化处理均对纺织废水有很好的脱色作用。

文章中都确定了培养的最佳条件,为漆酶的工业化生产应用奠定了一定的基础。

二、漆酶催化处理废水的特点与传统废水处理方法相比,微生物和酶的处理方法条件温和,能耗低且不产生污泥,与直接利用微生物处理废水相比,酶催化具有以下优点:(1) 分解效率高。

漆酶在环境保护中的应用研究进展

漆酶在环境保护中的应用研究进展

漆酶在环境保护中的应用研究进展马倩倩;赵丽红;陈威【摘要】在有氧条件下,漆酶能降解很多难降解的化合物,在环境治理中起到重要的作用.介绍了漆酶的来源和特性,综述了漆酶在造纸废水、废纸脱墨、食品工业废水及染料脱色等领域中的应用,并对漆酶的应用前景进行展望.【期刊名称】《工业安全与环保》【年(卷),期】2019(045)008【总页数】4页(P100-103)【关键词】漆酶;废水;染料脱色;废纸脱墨;环境保护【作者】马倩倩;赵丽红;陈威【作者单位】辽宁工业大学土木建筑工程学院辽宁锦州121001;辽宁工业大学土木建筑工程学院辽宁锦州121001;辽宁工业大学土木建筑工程学院辽宁锦州121001【正文语种】中文0 引言漆酶(Laccase)是一种含铜的多酚氧化酶,又名对苯二酚氧化酶,是一种金属糖蛋白,它属于多铜氧化酶家族。

漆酶最早被发现于日本紫胶漆树(Rhusverniciflua)漆液,后来Bertrand在真菌中也发现了这种酶,并且称之为漆酶。

在自然界里,漆酶主要存在于各种植物、昆虫、真菌及细菌。

近年来,广大学者对漆酶进行了大量的研究与探讨,其中,人们最热衷于对真菌漆酶的研究[1]。

典型漆酶是一种单体蛋白,由500~550个氨基酸组成,真核生物漆酶含有10%~25%的糖基。

担子菌门、子囊菌门及半知菌类等真菌分布有大量的产漆酶真菌,特别是白腐菌中分布更为广泛。

来自于白腐菌的漆酶是自然界中纤维素、木质素和半纤维素必不可少的降解者,在木质素降解过程中不可或缺,在自然界物质循环过程中起着非常重要的作用。

漆酶在以下几个方面的应用前景及潜在价值尤为突出:有机合成、免疫检测、生物检测、生物传感器制作[2]、污染修复、有毒有害化合物的去除、造纸废水的生物处理、纸浆的生物漂白和饮料果汁加工、植物食品保护等。

自发现漆酶以来,人类已经对漆酶和产漆酶菌株进行了大量的研究与探索,包括产漆酶菌株生长曲线、产漆酶条件的优化、漆酶的分离纯化及其酶学性质、漆酶的具体应用等。

白腐真菌漆酶处理几种有毒环境污染物的研究

白腐真菌漆酶处理几种有毒环境污染物的研究
1 6 降 解 率 测 定 方 法 .
l 实 验
1 1 试 剂 与 仪 器 .
苯 胺 、 基苯 、 硝 邻苯 二胺 , 为分析 纯 。 均 无 菌恒 温 操作 室及 接 种环 , QG0 YX 2型电 热式 蒸 汽消 毒器 , HY 4型调 速 多 用振 荡 器 , Y 8 一 x J O2型 电动
工、 环保等 方面得 到 广泛 的研究 与应 用 。 国 内对 于漆
酶 的研究 主要集 中于 漆树 漆 酶 , 关 真 菌漆 酶 的 报道 有
振 荡培 养4d 。
1 4 显 色 反 应 _ 漆 酶 检 测 法 . 5
较 为少 见 , I 于漆 酶 产 生 菌在 环 境 污 染物 降解 方 面 而关 的报道 则更 少 。作者 就 白腐 真菌 漆酶 对几种 常 见有
基金项 目: 安徽 省教 育厅 自然科 学基 金 资助 项 目( o 6 j 1 B) 2 0 k11
收稿 日期 : 0 6 O ~ 2 20一 6 O
2 1 2 白腐真菌 漆酶 对苯 胺的 降解效 果 . .

I 时 , 硝 基 苯 化 合 物 的 降 解 率 可达 8 。 对 O
关键词 : 腐真菌; 酶 ; 白 漆 芳胺 类化 合物 ; 解 降 中 图分 类 号 : 0 . X 731 文献标识码 : A 文 章 编 号 :6 2 5 2 ( 0 6 0 - 0 4 —0 1 7 ~ 4 5 2 0 )9 0 0 3
摘 要 : 白腐 真 菌 漆 酶 对 环 境 中几 种 常 见 的 有 毒 污 染 物 的 降 解 效 果进 行 了研 究 。结 果 表 明 : 腐真 菌漆 酶 能 够 很 就 白
好地催化氧化芳胺类及其衍生物, 当控 制 苯 胺 浓 度 < 8 0 mg・I 、 苯 二 胺 浓 度< 1 0mg・ , 时 , 腐 真 菌 漆 酶 对 苯  ̄ 0 , 邻 5 I 白 胺 、 苯二 胺 的 降 解 率都 可达 9 、 0 ; 邻 O 10 白腐 真 菌漆 酶 对硝 基 苯 类化 合 物 的 降解 效 果 不 明 显 , 当控 制 其 浓 度 < 1 O m 5 g

漆酶

漆酶

6、生物传感器
目前依据漆酶的催化特性已经开发出漆酶电极, 它具有众多优点,如测量范围宽、准确度高、稳 定性好等。漆酶和葡萄糖脱氢酶构建的双酶电极 能够检测到纳摩尔级和皮摩尔级的肾上腺素。
7、生物检测
20世纪90年代初,漆酶作为标记酶首次出现在 免疫检测中ⅢJ。以漆酶为标记酶,其抗原.漆 酶的接合灵敏度有很大提高,同时对培养基中 变价金属离子的含量具有更低的敏感性。
二、漆酶的应用
1、制浆漂白
制浆过程是将植物纤维素从木质素的 中分离出来,这就必须去除纸浆中的木质 素。生物制浆主要是依靠微生物发酵产生 的各种酶去除木质素从而达到降低化学药 剂使用、环保、降低生产成本等目的
漆酶可以选择性地降解木质素,并消除 机械制浆工艺的弊端,使生产在常温、 常压的温和条件下进行,并能节约设备 和能耗,缩短纸浆生产周期,降低生产 成本。
2、生物燃料

绿色植物占地球陆地生物量的95%以上,
对绿色植物合理利用是解决能源问题的有效途径。
• 利用漆酶对木质素的分解作用将木质素分解为小 分子物质从而进行生物发酵,产生生物酒精等新 能源。
3、污染物的降解
• 随着人类经济的发展,越来越多的污染物正侵蚀 着人们赖以生存的环境,对污染物的治理迫在眉 睫。
生物制浆主要是依靠微生物发酵产生的各种酶去除木质素从而达到降低化学药剂使用环保降低生产成本等目的漆酶可以选择性地降解木质素并消除机械制浆工艺的弊端使生产在常温常压的温和条件下进行并能节约设备和能耗缩短纸浆生产周期降低生产成本
一、简介
漆酶(Laccases)是一种结合 多个铜离子的蛋白质,属于 铜蓝氧化酶,存在菇、菌及 植物中。漆酶可存活于空气 中,发生反应后唯一的产物 就是水,因此本质上是一种 环保型酵素。由于这几年环 保意识逐渐被人所重视,因 此近年来漆酶也成为众多学 者的研究对象。

环保用酶制剂的研究与应用现状

环保用酶制剂的研究与应用现状
的研究工作是非常急需的 。
在 白腐 真 菌 中研 究 得 较 多 的 是 黄 孢 原 毛 平 革 菌 ( h r rc a t C rs s r m) 它 所 产 生 P at o h ee hy op i , e u
[ 稿 日期 ]2 0 — 3 1 收 0 2 0 —1
[ 者 简 介 】陈 作
维普资讯
苏 州 城 建 环 保 学 院 学 报
第 l 5卷 第 2 期 J S Z OU I T T E OFUR AN C S R T O V 1 5 N . . U H NS IUT B ON T UC I N o.1 o 2
中图分 类号 : 1. Q 8 49
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :10 — 0 2 2 0 )2 0 0 — 7 0 4 8 2 (0 2 0 — 0 1 0
近2 O年 来 ,生 物 技 术 与 环 境 工 程 技 术 的 结 合 与 发 展 产 生 了 一 门交 叉 学 科 一 环 境 生 物 技 术 。酶 与 酶 技 术 作 为 生 物 技 术 中 的主 要 部 分 之 一 , 与环 境 保 护 的 关 系 表 现 在 多 方 面… 先 , .首 在 产 品 加 工 过 程 中用 酶 来 替 代 化 学 品 ( 生 物过 程 代替 化 学 过 程 的典 型 代 表 ) 以降 低 生 产 活 动 为 可 中 的污 染 水 平 , 利 于 实 现工 艺 过 程 生态 化 或无 废 生 产 , 正 实 现 清 洁 生 产 的 目标 ; 次 , 作 有 真 其 酶 为 添 加 剂 加 入 到 产 品 中 , 产 品在 使 用 ( 利 用 ) 程 ( 以后 ) 生 的污 染 大 大减 少 , 于环 境 使 或 过 或 产 利 保 护 ; 三 , 了 充 分 发 挥 酶 反 应 条 件 温 和 、 一 性 强 、 化 效 率 高 等 优 点 , 以直 接 应 用 酶 和 第 为 专 催 可 酶技术进行污染物的降解和环境监测 。 实践 证 明 , 用 酶 制 剂 进 行 污染 物 处 理 和 环 境 监 测 具 有 利 效率高 、 度快 、 速 可靠 性 强 等 优 点 , 因此 酶 和 酶 技 术 在 环 境 治 理 方 面 具 有 广 泛 的 前 景 l 本 文 ~ 。 主 要 讨论 在 环 境 污 染 物 降 解 过 程 中应 用 最 为 密 切 的两 种 重 要 的酶 制 剂 一 过 氧 化 酶 和 漆 酶 的研 究 与 应 用 情 况 , 介 绍 了一 些 极 端 酶 的 生 产 和 在废 水 处 理 中 可 能 的 应 用 前 景 。 并

漆酶对环境污染物降解的研究

漆酶对环境污染物降解的研究

《环境生物技术》论文——漆酶对污染物降解的研究漆酶对环境污染物降解的研究摘要:漆酶是一种含铜多酚氧化酶,该酶是一种氨基酸残基在500个左右的单体酶,一般都为酸性蛋白,漆酶的应用集中在以下几方面:生物漂白,环境治理,漆酶降解有害物质,工业废水处理;其他方面的应用;等等。

本文进行了漆酶对废水降解的初步研究,并对染料废水的降解机理和部分影响因素进行了一定的分析探讨。

关键词:漆酶、应用、降解机理、影响因素。

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,和植物中的抗坏血酸氧化酶、哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属铜蓝氧化酶家族中的同一小族,在结构和功能上存在着许多相似之处。

它最早是从日本漆树的汁液中发现的,后来也发现其存在于多种植物、昆虫和高等真菌中【1】。

不同来源的漆酶具有不同的催化性质.即使是相同来源,比如同一白腐菌菌种,可分泌多种具有不同性质的漆酶组分,包括氧化能力,酶蛋白分子量,最适pH值、底物的专一性等等…,因此所起的作用是各不相同的。

在漆酶降解木素方面已进行了较多较深入的研究,漆酶除了能氧化木质素以外,还被证明能催化多种底物,如酚类化合物及其衍生物、芳胺及其衍生物、羧酸及甾体激素等【2】。

由于许多漆酶氧化的底物为环境污染物,因此利用白腐真菌产生的漆酶处理印染废水,降解染料化合物的研究在环境保护中具有十分重要的意义。

应用漆酶来实现纸浆的生物漂白正是研究的一个热点【3】;另外,漆酶还具有降解氯化有机物去除环境中有毒污染物毒性的作用,本文就漆酶的这一性质做一介绍。

1漆酶的催化机理一般认为生物法降解主要有两种机理在起作用:吸附和降解,以降解为主。

生物降解又分为两步:一是染料分子吸附到菌体上,部分透过细胞膜进入细胞体内;二是利用微生物产生的酶催化氧化还原染料分子,破坏不饱和共轭体系,达到去色的目的,中间产物进一步氧化还原分解并最终分解为C02和水或转化为所需的营养物质,组成新的原生质【4】。

根据对漆酶光谱学、动力学和晶体衍射的研究,漆酶催化底物的方式可能如下:底物结合于酶活性中心的I型铜原子位点,通过cys.His途径将其传递给三核位点,该位点进一步把电子传递给结合到活性中心的第二底物氧分子,使之还原为水。

酶在环境保护中的应用

酶在环境保护中的应用

目前,非水相催化作用的发现,使得酶在有机溶剂中的作 用成为可能,这些酶在有机溶剂中能起催化硝基转移、硝 化、硫代硝基转移、酚类的选择性氧化和醇类的氧化作用。
3、石油和工业废油的处理
全球每年由于各种原因排入海中的石油达200万吨之多, 如不及时处理,不仅会造成鱼类的大量死亡,而且石油中 的有害物质也会通过食物链进入人体,危害人类健康。人 们通常用假单胞菌、分枝杆菌和分节孢子杆菌来降解引起 污染的石油。然而,这些微生物在低温海水中繁殖时受到 限制,因此细菌的繁殖率很低。
三、酶的应用举例1、 木来自糖酶木聚糖酶是指能专一降解半纤维素木聚糖为低聚木糖和 木糖的一组酶的总称,主要包括三类:(1)β-1,4-D-内切木 聚糖酶(EC 3.2.1.8),可从木聚糖主链的内部切割β-1,4-糖 苷键,使木聚糖溶液的粘度迅速降低;(2) β-1,4-D-外切木 聚糖酶(EC 3.2.1.92),可以单个木糖为切割单位作用于木聚 糖的非还原性末端,使反应体系的还原性不断增加;(3) β木糖苷酶(EC 3.2.1.37),可切割低聚木糖和木二糖,有助于 木聚糖彻底降解为木糖。它在纸浆漂白中具有重要的作用。
70年代初,固定化葡萄糖异构酶用于果葡糖浆的生产, 开创了淀粉制糖的新纪元,推动了整个食品工业与酶制 剂工业的大发展。随着酶制剂的普及应用和固定化酶的 广泛研究,使生物催化技术与化学工程结合而诞生了一 门新学科--“酶工程”。1971年,在美国召开了第一次 国际酶工程会议,把酶的大规模生产,分离提纯,固定 化技术,酶反应器设计,以及酶的工业应用等研究都纳入 酶工程的范围,从而使酶学成为生物技术中最活跃、发 展最快、成效最大的一门学科。当前酶的应用主要是在 医药业、食品加工业、环境保护、能源、轻工和化工工 业等几个方面。

白腐真菌J610-D分泌漆酶处理几种有毒环境污染物的研究

白腐真菌J610-D分泌漆酶处理几种有毒环境污染物的研究

( 佳木 斯大学 生命科学学院 , 黑龙江 佳木斯 140 ) 507

要 : 就白腐真菌漆酶对环境 中几种常见的有毒 污染物 的降解效果进行 了 酶 能够很 好地催 化氧 化芳 胺类及 其衍 牛物 , 控制 苯 胺 浓度 <80m /、 3 - " 0 gL 邻苯 二 胺 浓
白腐真菌 , j真菌漆酶也历来被人们用作研究漆酶
的模 式物 . 酶 能催 化 o p 漆 ()一二 酚 、 二 胺 等 物 p苯 质 的氧 化 , 催化 反应 机理 主要 表现在 漆 酶分子 中 其
12 1 固体培养基(L .. 1) 马铃薯 20 , 0g葡萄糖 2 . 硫酸镁 15 , o魄, .g磷酸
将经筛选并初步鉴定的产漆酶菌株斜面接种
将活化后 的菌 上海博讯精密仪器 公司 Y Q 0 型 电热式蒸 于灭菌后的固体培养基上活化培养 , X G2 3C 0 d 0, 汽消毒器、 ’ 4型调速 多用振荡器 , A K A 种接种于平板上 ,  ̄温培养 5 1d进行显色能 m 一 BCM N
二氢 钾 3O , 脂 粉 l.g维 生 素 B 微 量 .H 自 .g琼 50 , 。 p
然 , 容至 10 r . 定 0O L a
四个铜离 了的协同作用和底物 自由基的生成【 , 3 近 】 年来在造纸 、 饮料加工环保等方面得到广泛的研究
与应用 . 内对 于 漆 酶 的研 究 主 要 集 中于 漆 树 漆 国 酶 , 关真 菌漆 酶 的报 道 较 为少 见 , 有 而关 于 漆 酶产
酶 ( us taes) 大类 . 酶最 主要 的生产 者 是 r  ̄u l a 两 c e 漆
11 1 菌 ..

白腐真菌 J1 一 60 D菌株 , 佳木斯大学生命科学
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

《环境生物技术》论文——漆酶对污染物降解的研究漆酶对环境污染物降解的研究摘要:漆酶是一种含铜多酚氧化酶,该酶是一种氨基酸残基在500个左右的单体酶,一般都为酸性蛋白,漆酶的应用集中在以下几方面:生物漂白,环境治理,漆酶降解有害物质,工业废水处理;其他方面的应用;等等。

本文进行了漆酶对废水降解的初步研究,并对染料废水的降解机理和部分影响因素进行了一定的分析探讨。

关键词:漆酶、应用、降解机理、影响因素。

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,和植物中的抗坏血酸氧化酶、哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属铜蓝氧化酶家族中的同一小族,在结构和功能上存在着许多相似之处。

它最早是从日本漆树的汁液中发现的,后来也发现其存在于多种植物、昆虫和高等真菌中【1】。

不同来源的漆酶具有不同的催化性质.即使是相同来源,比如同一白腐菌菌种,可分泌多种具有不同性质的漆酶组分,包括氧化能力,酶蛋白分子量,最适pH值、底物的专一性等等…,因此所起的作用是各不相同的。

在漆酶降解木素方面已进行了较多较深入的研究,漆酶除了能氧化木质素以外,还被证明能催化多种底物,如酚类化合物及其衍生物、芳胺及其衍生物、羧酸及甾体激素等【2】。

由于许多漆酶氧化的底物为环境污染物,因此利用白腐真菌产生的漆酶处理印染废水,降解染料化合物的研究在环境保护中具有十分重要的意义。

应用漆酶来实现纸浆的生物漂白正是研究的一个热点【3】;另外,漆酶还具有降解氯化有机物去除环境中有毒污染物毒性的作用,本文就漆酶的这一性质做一介绍。

1 漆酶的催化机理一般认为生物法降解主要有两种机理在起作用:吸附和降解,以降解为主。

生物降解又分为两步:一是染料分子吸附到菌体上,部分透过细胞膜进入细胞体内;二是利用微生物产生的酶催化氧化还原染料分子,破坏不饱和共轭体系,达到去色的目的,中间产物进一步氧化还原分解并最终分解为C02和水或转化为所需的营养物质,组成新的原生质【4】。

根据对漆酶光谱学、动力学和晶体衍射的研究,漆酶催化底物的方式可能如下:底物结合于酶活性中心的I型铜原子位点,通过cys.His途径将其传递给三核位点,该位点进一步把电子传递给结合到活性中心的第二底物氧分子,使之还原为水。

整个反应过程需要连续的单电子氧化作用来满足漆酶的充分还原,还原态的酶分子再通过四电子转移传递给分子氧,因此漆酶又被称为分子电池。

在此过程中,氧还原很可能分两步进行,两个电子转移产生过氧化氢中间体,该中间体在另两单电子作用下被还原为水。

2 漆酶的主要用途2. 1 环境治理生物整治包括染料脱色、工业废水处理和土壤修复等领域。

因漆酶对底物的专一性要求不高,含介体的酶催化系统能氧化大范围的化合物,所以在环境污染控制中有广泛的应用。

由于合成染料广泛的用于印染工业,目前已超过10,000种。

合成染料被人们设计成防水、抗光照、抗氧化的生物难降解化合物,以通常的活性污泥方法处理纺织废水很难达到预期目的,同时存在着花费高和污泥再处理的问题。

而筛选的染料降解细菌,对降解的染料结构有高度的专一性,不适用于化学结构多样性的纺织废水处理【5】。

由于漆酶具有降解残余木素、氧化去除有毒氯酚化台物的作用.因此不少研究者尝试将漆酶用于处理含酚的工业废水。

效果还是比较显著的。

木材剥皮废水中含有有色的酚型化台物,使用漆酶处理该废水。

通过催化氧化聚合反应,可去除90%以上的鞣酸类和其他酚型化台物,废水经硫酸铝絮凝后,色度下降82%;同样的混台废水经漆酶处理lh随后经硫酸铝絮凝,由色谱分析证实86%的氯代酚,99%的氯代愈疮木酚和80%的氯代香草醛,92%的氯代儿荣酚可被去除掉。

漆酶还可以降低造纸厂漂白车间碱抽提段废水,漆酶经固定化后,可进一步提高漆酶处理废水脱色的有效性,每一单位酶活所降低的废水色度值.就白腐菌处理废水与漆酶处理废水的脱色效果比较而言,白腐菌处理3天可使废水脱色30%-50%,与漆酶处理几小时的脱色效果相近。

但随着处理时间的延长,白腐菌总的废水脱色率达到70%一80%,比用漆酶处理的废水的脱色率高20%~30%,这可能是由于白腐菌处理时,分泌出的多种酶所起的协同作用。

因此结合使用两种或多种酶可能提高处理废水的效果【6】。

2. 2 漆酶降解有害物质2. 2. 1 氯酚类有机化合物氯酚类物质是一类非常重要的工业有机化合物,被广泛应用于许多商品如染料、颜料、防腐剂、除草剂、杀虫和杀菌剂等一由于氯酚类化合物具有不同程度的毒性.因此,生产这些物质所排放的工业废物是一污染源;另外,如石油相关产业,纺织工业以及造纸工业纸浆氯漂废水以及饮用水使用氯气杀菌过程都产生一些氯酚及其衍生物,对环境和人类健康造成严重危害。

过氧化物酶和酪氯酸酶具有降解环境中这类有毒有害物质的能力。

据报道,漆酶具有与这两种酶相似的性质但漆酶在反应中不需要添加过氧化氢。

研究表明.漆酶具有转化酚型底物的能力,其中包括氯酚、甲基酚和甲氧基酚等。

在底物聚合过程中.有氯离子溶液中破释放出来【1】。

2. 2. 2 漆酶降解取代苯胺苯胺取代物也是一类有机污染物,可由不同途径进八环境中,如多种杀虫剂苯脲、氨基甲酸苯酯,除草剂酰基酰苯胺及杀菌剂硝基苯胺的微生物代谢产物,也有些是在制造染料时作为废物排放而进入环境成为污染物。

漆酶活性一般是表现在氯化酚型底物上的,但也有例外。

当胺上含有2个氨基基团,某些漆酶对芳香胺类也具有活性。

如苯二胺,常常用于测定漆酶的活性并眦此来区别于其他的聚酚氧化酶【1】。

2. 3 生物漂白生物漂白是利用微生物或者其分泌的酶处理纸浆,达到脱除木素或有利于脱木素,并改善纸浆的可漂性或提高纸浆白度的过程。

生物漂白主要包括两方面的研究:(1)微生物直接作用于纸浆进行漂白:(2)生物酶对纸浆的漂白。

目前研究或应用的酶,主要有半纤维素酶和木素酶二类。

半纤维素酶包括木聚糖酶和聚甘露糖酶;木素酶有木素过氧化酶、锰过氧化酶和漆酶。

漆酶和木聚糖酶是当前制浆造纸工业中研究应用最多的二种酶,其中木聚糖酶已在工厂使用。

木聚糖酶可以提高浆料的可漂性,而漆酶在介体和氧气的存在下,有很好的脱木素选择性【7】。

2. 4 其它我国是世界上漆树资源最丰富的国家,从漆树中分泌出的一种灰白色浊液,即为生漆或称天然漆。

作为一种超耐久性的涂料,生漆在中国及东南亚地区已经使用了几千年,长久以来享有“涂料之王”的美誉【8】。

漆树漆酶是生漆的重要组成部分。

由于漆酚的毒性非常大,所以漆树的汁液经常被用来研究植物对真菌和昆虫的防卫反应,在有氧气存在的条件下,漆树的汁液会变成韧性很强的固体,保护伤口,除了空气的直接氧化作用外,漆酶氧化漆酚形成高聚物对汁液的固化起了非常重要的作用【9】。

基于同样的原理,漆酶可催化染色剂中酚或芳胺类化合物在毛发上氧化成醌或黑色素使毛发染成黄色或黑色。

在某些方面也有应用,如有机合成、酶免疫分析(EIA)、基于漆酶的生物传感器在化学分析中进行痕量物质的检测乙醇生产、酒类去酚食品的保鲜及改良等。

漆酶作用于碘化物,可将碘负离子转化为碘,用于化妆品和药品当中能脱除黑素,也可用于洗涤剂,染发剂和纺织物染色剂中【10】。

3 漆酶活力的影响因素:3. 1 pH一般来说,每种酶都有自己最适宜的pH值范围,因为酶的活性部分一般含有重要的酸性或碱性基团,这些基团随着pH值的变化可以处于不同的离解状态。

pH值对酶活性的影响主要有以下几个方面:(1)酸或碱使酶的空问结构改变,引起酶的活性丧失;(2)酸或碱影响酶活性部分的离解状态,使得底物不能被分解;(3)酸或碱破坏了底物的离解状态。

PH值在4.0--7.0之间时漆酶活力变化不大;但pH<3.0或>8.0时【11】,则会抑制菌株漆酶的分泌,菌株产酶量都将显著下降。

说明在该条件下,只要pH值不过高或过低,对漆酶的分泌影响不大。

3. 2 缓冲液对漆酶活力的影响随着培养时间的增加,培养体系的pH值往往会有所波动。

如果体系pH值变化比较大的话,则将会直接影响到微生物的代谢途径,如生长繁殖缓慢甚至死亡、代谢产物分泌减少等。

对酶的影响可以分为两个方面,一方面为酶量的影响,一方面为酶活力的影响。

故我们有必要初步研究不同缓冲液对分泌漆酶的影响情况。

产漆酶菌生长的最适pH值为5.5。

我们把缓冲体系的pH值均调至5.5,在此pH值条件下,微生物分泌漆酶较多。

缓冲体系为琥珀酸钠溶液时,所测漆酶活力最高。

而无缓冲性的体系所得漆酶活力明显低于有醋酸和琥珀酸钠缓冲体系的漆酶活力。

由此可以说明,体系pH值波动较大时,将不利于漆酶的分泌【4】。

3. 3 金属离子对漆酶活力的影响Cu2+离子对漆酶产量的影响由于添酶是一种含铜的多酚氧化酶,故CuS04可作为漆酶产生的诱导物通过改变产酶培养基中cu2+离子的浓度,研究其对漆酶产量的影响。

实验表明,当加入离子的浓度为2.0 u mol/L时酶活可增大近3倍,无CuS04诱导时漆酶活力仅为18.33U /mL,如果cu2+离子的浓度为0--2.0p mol/L时都提高了产酶量。

cu2+对漆酶有激活作用与Cu2+是漆酶的一个活性中心,也是漆酶分子的一个重要组成成分的特点一致【4】。

3. 4 诱导物对漆酶活力的影响愈创木酚和旺.萘酚、苯甲醇是很好的漆酶诱导物。

苯甲醇诱导能力最强,产漆酶相对活力可达294.01%,漆酶活力增大近3倍,无诱导物时漆酶活力为16.53 U/mL。

当所加诱导物为愈创木酚时所测的漆酶活力也较高一定浓度的苯甲醇、愈创木酚和旺.萘酚都能促进漆酶的分泌,各有不同的诱导能力。

苯甲醇、愈创木酚和a一萘酚对漆酶的诱导机理是因为三种化合物的分子结构中均含有芳基和羟基,而芳基和羟基是漆酶作用底物的特征官能团,所以它们能够诱导菌体分泌更多的漆酶。

但要注意的是,正如Cu2+离子一样,诱导物浓度也不能过低或过高,因为浓度过低促进作用不明显,过高则会抑制漆酶的分泌。

有时诱导物的添加对漆酶的产生还起着不可或缺的作用,如取代酚、胺能诱导香菇在深层液体中产生大量漆酶,在这些诱导物不存在时将不产生漆酶【4】。

3. 5 温度对漆酶活性以及稳定性的影响不同来源的漆酶的最适温度不尽相同,大多数漆酶的适宜反应温度通常在30~50℃之间。

通常在最适温度以内,漆酶催化反应速率随温度的升高而增加,高于最适温度后,反应速率迅速下降,酶开始迅速失活。

现在也有耐高温漆酶生产菌株的报道。

梦茹等【12】的毛柄金钱菌漆酶温度达到80℃时,酶活为最高酶活的51%。

4 结语目前,我国工业废水对环境的污染十分严重,尤其是造纸工业的氯漂废水,除含有较高的BOD、COD和具有较高色度外,还含有大量有毒难以被传统处理方法降解的有机氯化物。

漆酶具有较强的转变去除氯酚和苯胺化台物的能力,因此利用漆酶处理造纸氯漂废水和其他含酚工业废水将是一条有效的途径之一,并且要根据不同的影响因素选着不同的降解处理机制,使漆酶活力达到最适宜,提高降解效率。

相关文档
最新文档