真菌在染料脱色中的应用及其酶学研究进展

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彩绒革盖菌产漆酶及其对染料脱色的研究

彩绒革盖菌产漆酶及其对染料脱色的研究
卢蓉;沈雪亮;夏黎明
【期刊名称】《林产化学与工业》
【年(卷),期】2005(25)1
【摘要】采用彩绒革盖菌(Coriolus versicolor)在液体深层发酵条件下产漆酶,优化后的最适工艺条件为:以1.1 g/L蔗糖与1.1 g/L葡萄糖作为复合碳源,氮源为1.88 g/L豆饼粉,初始pH值4.5,培养温度30 ℃,漆酶活力可达18.2 U/mL.漆酶的最适反应温度为60 ℃,在55 ℃以下酶活力均保持稳定.综合考虑漆酶作用的最适温度与热稳定性,确定该酶的适宜应用温度为55 ℃.利用粗酶液对染料酸性橙进行降解脱色试验,发现氧化还原介质可明显提高漆酶的催化能力,作用5 h最高脱色率可达96.5%,显示了漆酶在环境治理方面良好的应用前景.
【总页数】4页(P73-76)
【作者】卢蓉;沈雪亮;夏黎明
【作者单位】浙江大学,材料与化工学院,浙江,杭州,310027;浙江大学,材料与化工学院,浙江,杭州,310027;浙江工业大学,生物与环境工程学院,浙江,杭州,310014;浙江大学,材料与化工学院,浙江,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TQ925;Q949.329
【相关文献】
1.底物菲对彩绒革盖菌产漆酶的影响 [J], 朱晓红
2.彩绒革盖菌产漆酶对偶氮染料的降解性能 [J], 陈霞明
3.彩绒革盖菌漆酶产酶条件研究 [J], 王宜磊;刘兴坦
4.优化彩绒革盖菌产漆酶条件及染料脱色研究 [J], 张玉;洪枫
5.彩绒革盖菌CV-8胞外漆酶的诱导、纯化及部分性质研究 [J], 朱启忠;赵宏;韩晓弟;张法忠
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白腐真菌对活性艳红染料X-3B的脱色实验研究

ｃｌｕａｉｏｏｒｔｎｏ
传统上，人们采用物理、化学或活性污泥方法对染料废水进行脱色降解处理。由于染料分子具
有耐光、耐热、难物理化学处理及抵御生物降解等特点，以处理效果并不理想［。近年来，所１］一种崭新的白腐真菌生物技术，异军突起，正日益受到人
ａｉｔｆｅｔａｃｌｌｒｌｕｄｓｏｄｈｔｔｅｃｒｙｔｍｆｄｃｌｕａｉｎｗａｕｓｄｈｅｌ．Ｔｈｅｒｓｌｓｗｏｌｆｂｌｙｏｘｒｅｌａｉｉｈｗｅｔａｈｏｅｓｓｅｏｅｏｏｒｔｓｏｔｉｅｔｅｃｌｉｕｑｏｓｅｕｔｕｄｂｏｅｓｍｅｖｌｅｉｈｅｄｒｔａｐｉｔｎｏｉｔｆｎｕｎｅｖｒｎｎａｎｉｅｒｎ．ｏａｕｎｔｉｅｐｌａｉｆｗｈｔｒｕｃｃｏｅｏｇｓｉｎｉｍｅｔｌｅｇｎｅｉｏｇＫｙｗｏｄＷｈｔｏｕｇｓＤｅｔｆＷａｔｗａｅＡｉＡｒｔｎＣｌｒＣａｂｎＮｕｒｎＥｔａＣｌｌｒｑｉＤｅｅｒｓｉＲｔｎｕｙｓｕｓｅｔｒｅＦｒｅａｉｕｔｅｏｕｒｏｔｅｔｘｒｅｌａｕｄｉｕＬｉ－
Ｃｏｐｒｄｗｉｈｉｓａｉｃｌｕｅｈｉｅａｉｎｃｌｕｅｗａｒｕｔｂｅｆｒｔｅｗｈｔｏｕｇｓｔｅｏｏｉｅｔｅｄｅｍａｅｔｔｅａｒｔｔｕｔｒ－ｔｅａｒｒｔｕｔｒｓｍｏｅｓｉｌｏｉｒｔｎｕｏｄｅｌｒｈｙ — ｈｃａｏａｈｅｆｚ

微生物对蒽醌类染料废水脱色的研究进展

微生物对蒽醌类染料废水脱色的研究进展陈瑶,梁红昌,吴晓玉*(江西农业大学生物科学与工程学院,江西南昌330045)摘要蒽醌类染料已经成为目前比较重要的一种染料,但其成分复杂,有毒性,给废水处理带来一定难度。

阐述了对蒽醌类染料具有脱色作用的细菌和真菌的种类与脱色机理,以及这些微生物在废水处理中的应用前景。

关键词蒽醌染料;脱色降解;细菌;真菌中图分类号 Q939.99 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)18-07896-04Research Progress in the Degrada tion o f A nthraquinone Dye by Microorga nism s in W astew aterC HEN Y ao et al (College of Bi oscience and Bioen gineerin g,Jiangxi Agircultu ral Universi ty,Nanchang,Ji an gxi 330045)Abstract Anth raq uinone d yes are signi ficant among various colorin g matter for textile m an ufacturing at present b ut it is difficulty to treat wastewater d ue to b oth com plex com ponent and toxicity of the d yes.In the paper the various species and d egrad ation mechani sms of both bacteria an d fu ngi,which was re lated to d ecolorization and degrad ation of anthraqui none dyes,were revie wed.Their ap plication prosp ect was discussed as well.Key w ords Anthraq ui none dye;Degradati on;B acteria;Fungi蒽醌类染料是一类分子结构中含蒽醌基的染料通称,其品种主要有还原蓝RS N 、中性艳蓝G L 、酸性蒽醌蓝、活性艳蓝X BR 、分散蓝2BLN 等。

5种白腐真菌对染料脱色降解的实验研究

5种白腐真菌对染料脱色降解的实验研究
应惠芳;黄民生;林巍
【期刊名称】《上海环境科学》
【年(卷),期】2001(020)004
【摘要】使用5种白腐真菌(云芝、紫芝、韩芝、酱油曲霉和米曲霉)对活性艳红
x-3B、酸性湖蓝A进行了脱色与降解实验，结果表明，共培养体系中白腐真菌对
2种染料脱色降解过程中，将导致共培养液的pH、COD和吸收峰特征及A值的
明显变化，变化情况也依据菌种和染料的不同而异。

比较而言，紫芝对酸性湖蓝的脱色和降解效果较差，但共培养过程中共培养液颜色，从湖蓝变为蓝绿色到浅绿色，表明降解作用的真实存在。

处理后的共培养液COD浓度尚难以达到排放标准，以及添加剂成本较高，是本实验研究所存在的问题。

【总页数】4页(P171-174)
【作者】应惠芳;黄民生;林巍
【作者单位】上海市排水管理处,;上海大学环境学院,;上海大学环境学院,
【正文语种】中文
【中图分类】X5
【相关文献】
1.白腐真菌生物膜反应器的脱色降解实验研究 [J], 黄民生;程永前
2.固定化白腐真菌对多种染料脱色的研究 [J], 荚荣;谢萍;秦易
3.白腐真菌SYBC-L2漆酶的分离纯化及其在毛纺染料脱色中的应用 [J], 王志新;
施晓燕;蔡宇杰;廖祥儒
4.白腐真菌对染料脱色及降解过程机理和影响因素 [J], 程永前;黄民生;等
5.白腐真菌的分离及其对染料脱色性能的研究 [J], 李向飞;文湘华
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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。

真菌和细菌协同作用对染料的吸附与脱色降解-环境工程学报

频繁的废水中染料分子的真正降解探索有效的处理 ;'D7绿曲霉对印染废水的吸附脱色降解
途径$
染浴废水和双蒸水 "对照 #中分别加入 !*E
;7 材料与方法
;';7 材 7 料
"W\8#绿曲霉湿菌球!)In!!D*4\9./振荡吸附! 不同时间取上清液!测定废水色度+,]^+@]^D 变化 !并计算废水色度 +,]^去除率 $
生%我们采用吸附有染料分子的菌丝球与脱色细菌菌丝球做吸附试验!同时向培养液中接种细胞混合
共培养促使染料分子的脱色降解!同时菌丝球的吸细菌悬液 !9P!)In继续培养$
附能力得到再生 $ )!G*
;'@7 真菌和细菌对染料的吸附脱色能力测定
以 A^<斜面培养基上的霉菌制成不同种孢子
些研究者曾对吸附染料分子的吸附剂用酸+碱+有机悬液!充分混匀打散后接种改良 A^< 培养基!
溶剂等 )!!!!)* 进行洗脱以收集染料!并使吸附剂再 )In!!D*4\9./振荡培养 )R!用不锈钢网过滤出
8-9:%&3'7 RO01%Q.%1%4=:.%/5/RR0S%&%4.f5:.%/%63/;315/RQ5S:04.39%1O/04;.19
""织物印染有退浆+煮练+漂白+丝光+染色+印花等多个工序!各工序排出的废水性质差异很大!染色 +印花工序排放的高色度染浴废水 !含有大量有毒难生物降解的染料分子 !且染料种类变化频繁 !常规物化处理中的微生物很难对不断变化的染料分子进行有效脱色降解 !处理后废水色度偏高 !没有得到脱

双孢菇漆酶酶学性质及染料脱色初探

治理方面的作用显得越来越重要，成为酶工程与环境保护交叉领域研究的热点［。双孢菇（ｇｒｕｓｏｕ）３］Ａａｉｓｉｒｓｇｂｐ是世界范围内栽培的一种大型食用菌，课题组曾通过对其液体深层发酵的优化研究发现其高产漆酶，现进一步对双孢菇漆酶的酶学性质及其对几种染料的脱色性能进行了比较研究，以期为双孢菇漆酶的应用提供基础理论依据。
加入适当稀释的粗酶液０５ｍ，５．Ｌ２ ℃保温５ｒｎ７２ｉ，５Ｅａ型紫外可见分光光度计测５５ｎ９Ｉｎ处光密度（Ｄ值）酶０，活力以样品与底物反应５ｍｉ后光密度的改变值表示，ｎ以每分钟光密度增加００为１．１个酶活力单位（／）ｕｍＬ。
１２１酶液．．
培养８ｄ后的菌液，取样，００ｒｍｉ４０／ｎ离
心，上清液即为粗酶液，于～４ ℃冰箱保存备用。１２２酶活力测定¨ ０１ｍｌＬｐ．．．］．ｏ／、Ｈ４６的醋酸缓冲液３５ｍ加入３３ｍｏ／．Ｌ，．６ｍｌＬ的邻联甲苯胺０５ｍ再．Ｌ，
材１Ｏ余部。
５￣、Ｈ．５Ｃ）ｐ４６的醋酸缓冲液中保存１５ｈ在最适ｐ．，Ｈ和最适温度下测定酶活力，结果如图３所示。可知双孢菇漆酶的最适保存温度是２。５ ℃时酶活力迅速５Ｃ，５下降。
基金项目：山东大学威海分校科研资助项目（ＯＯＯ。Ａ９ｌ）
Ｒ、，ＡⅥ 的脱色率达到７。９
关键词：双孢菇；漆酶；酶学性质；脱色中图分类号：４．９文献标识码：文章编号：０１００（００１一Ｏ８一ＯＳ６６１Ａ１０－０９２１）４１２２

杏鲍菇菌渣产漆酶及其在染料脱色中的应用

关键词：菌渣；漆酶；发酵条件；脱色中图分类号:Q 81 文章编号：1673-1689(2019)07-0116-06 DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2019.07.016
Laccase Production by Spent Compost of Pleurotus eryngii and Its Application in Dye Decolorization
ZHANG Yong, TIAN Qiaopeng, REN Haiyan, OUYANG Tinglan, HU Qi, GUAN Zhengbing, CAI Yujie , LIAO Xiangru'
(Key Laboratory of Industrial Biotechnoloy, Ministry of Education , Jiangnan University, Wuxi 214122 , China)
研究论文
杏鲍菇菌渣产漆酶及其在染料脱色中的应用
张永，田乔鹏，任海燕，欧阳汀兰，胡琪，管政兵，蔡宇杰，廖祥儒
(江南大学工业牛.物技术教育部朿点实验室，江苏尤锡214122)
摘要：以杏鲍菇菌渣为原料，探讨了其固态发酵产漆酶的条件，并对粗酶液在染料脱色中的应
用进行了初步探索。结果表明，当添加质量分数4%甘蔗渣、质量分数1.2%硝酸镀、质量分数 1.0%碱木素时，杏鲍菇菌渣产酶能力最强，达到386.9 U/gdso相对于杏鲍菇菌渣初始漆酶酶活 18.6 U/gds，优化后提高了 20倍以上。最适条件下，发酵粗酶液在无介体存在下对甲基红、活性艳蓝K3R、酸性蓝209、活性艳蓝KNR的脱色率分别达到85.8%,85.6%、68.3%、71.2%,在添加介体的条件下活性艳蓝K3R、酸性蓝209、活性艳蓝KNR的脱色率分别达到88.8%、93.4%、 89.7%。显示出杏鲍菇菌渣漆酶良好的环保应用前景。

白腐真菌处理甲基蓝染料的研究

白腐真菌处理甲基蓝染料的研究染料污水的处理是一个急迫的环境问题，采用生物方法进行染料污水处理是一种有效的处理方法，具有效率高，成本低等特点。

本文采用白腐真菌为研究对象，利用白腐真菌形成的真菌球对甲基蓝进行了吸附和脱色处理，结果表明：在缺乏营养物质的情况下，白腐真菌球对甲基蓝具有良好的吸附作用，在较低起始pH条件下，8 h的脱色率均能达到95%以上;随着起始pH值的升高，吸附效率有所下降;较低的起始pH值条件下，染料溶液体系的pH值较为稳定，随着起始pH值的升高，体系的最终pH值也有所升高，并导致甲基蓝发生结构变化，真菌球脱色变白。

标签：白腐真菌;亚甲基蓝;吸附;表面电荷一、前言在纺织、印染等行业向环境的排放物中，染料是主要的污染物之一[1]。

由于染料具有高度的稳定性，自然降解非常困难，因而可以在环境中留存很长时间，同时，由于染料结构多样、品种繁多，传统的污水处理方法费用高、处理效率低下[2]。

白腐真菌是自然界中普遍存在的一种微生物，对多种染料具有广谱的脱色和降解能力，很多研究者对白腐真菌对染料的降解作用做了深入的研究[3，4]，包括白腐真菌的培养基[5，6]、固定化载体[7]、生物反应器制备[8，9]、真菌-细菌联合降解[10]等方面进行了大量的研究。

但是由于真菌的生长条件和染料废水的组成存在较大差距，导致其实际应用受到了很大限制，尤其是当染料废水的应用成分不能有效支持白腐真菌生长的情况下，其吸附和降解能力的研究还有待进一步的研究[11]。

本文以甲基蓝为目标染料，以白腐真菌球体为吸附载体，研究了不同pH值对其吸附脱色能力的影响。

二、实验（一）菌种及染料：白腐真菌为黄孢原毛平革菌（中国工业微生物菌种保藏管理中心）;染料为甲基蓝（上海展云化工有限公司）。

（二）培养基白腐真菌的培养基配方如下：葡萄糖20.0 g/L，酵母浸粉5.0 g/L，KH2PO4 1.0 g/L，MgSO4·7H2O 0.5 g/L，ZnSO4·7H2O 50.0 mg/L，维生素B1 10.0 mg/L。

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。

真菌对染料的脱色研究进展_王慧

应用与环境生物学报 2009，15 ( 1 ): 147~151Chin J Appl Environ Biol=ISSN 1006-687X2009-02-25DOI: 10.3724/SP.J.1145.2009.00147近年来，国际上对环境质量的恶化与生态平衡的失调问题日益关注，人类正面临有史以来最严重的环境危机. 在环境污染中，大部分直接与工业和工业产品的污染有关. 染料作为一种重要的工业产品已经被广泛应用于纺织、制革、造纸、食品等工业，据统计，世界上染料的年产量达到8×106 t ，而且至少10%的染料进入到自然水体中[1]. 这些染料的排放不仅会造成自然水体的污染、水生动植物的死亡、生态系统的失衡，还会直接对人体产生危害. 以偶氮染料为例，这类染料以致癌芳香胺作为中间体合成，被排放到自然水体后，在水体中富集，经过食物链富集进入人体后可引发人类恶性肿瘤物质，导致膀胱癌、输尿管癌、肾盂癌等恶性疾病.目前，世界上对染料废水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法. 由于化学法或化学与物理连用的方法不仅效率低成本高，还会产生难降解的污染物，造成二次污染，所以人们把更多的目光投向生物法的研究上. 真菌作为微生物中的一大类群，在自然界的物质和能量循环过程中充当着极其重要的分解者的角色. 随着人们对真菌研究的不断深入，其在染料降解方面的重要作用逐渐被发现，早在上世纪80年代末90年代初，黄孢原毛平革菌真菌就已经被用于染料的降解研究[2~3]. 本文从脱色真菌的多样性、真菌的脱色机理、真菌脱色的应用等3个方面对染料的真菌脱色进行综述.1 脱色真菌的多样性近年来，染料的真菌脱色越来越受到人们的关注，人们已经从单一的研究黄孢原毛平革菌开始转向对更多样的脱色真菌的研究. 一大批真菌，包括白腐真菌、霉菌、酵母菌等，业已被发掘出来用于染料的脱色与降解.1.1 白腐真菌的脱色研究白腐真菌是指一类能够引起木质白色腐烂的丝状真菌，并不专指某一种真菌也不泛指某一些真菌，而是限定为一类腐生在木质上因对木质有进攻能力并造成木质发生相同的结构及外观变化(白腐)的丝状真菌的总称[4]. 白腐真菌是整个碳素循环非常重要的一环，不仅在碳素的生物循环和地质循环中都起着重要的作用，而且是两者之间联系的重要环节，是目前已知的唯一能在纯系培养中将木质素矿化的一类微生物[5].真菌对染料的脱色研究进展*王慧1, 2 郑小伟1 王宾香1 熊小京2 郑天凌1, 2**(厦门大学 1生命科学学院应用与环境微生物所, 2近海海洋环境科学国家重点实验室厦门 361005)Advance in Decolorization of Dye by Fungi *WANG Hui 1, 2, ZHENG Xiaowei 1, WANG Binxiang 1, XIONG Xiaojing 2 & ZHENG Tianling 1, 2 **(1School of Life Sciences , 2State Key Laboratory of Marine Environmental Science, Xiamen University , Xiamen 361005, Fujian, China)Abstract Disposal of dyeing wastewater into the environment causes serious damage, since it may significantly affect the photosynthetic activity of hydrophytes by reducing light penetration and also it may be toxic to some aquatic organisms due to its breakdown products. studies on decolorization of dye by fungi have become popular since fungi started to be used in this field from 1980s. The main progresses of dye decolorization are summarized and analyzed in this paper, including the fungal diversity, mechanism of decolorization and main affecting factors. The decolorization by different kinds of fungi, such as white fungi, microzyme, penicillium and mildew, is all expatiated, the mechanisms of adsorption decolorization and degradation decolorization are discussed, and the advantages of decolorization by fungi and the future work are also proposed in this paper. Fig 1, Ref 42Keywords fungus; dye; decolorization mechanism; adsorption; degradation CLC X172摘要染料废水的任意排放不仅会造成自然水体的污染、水生动植物的死亡、生态系统的失衡，还会直接对人体产生危害. 真菌对染料脱色的研究最早始于上世纪80年代，是目前生物法处理染料废水研究中的热点. 本文主要从真菌染料脱色的多样性、真菌染料脱色机理以及真菌染料脱色的应用条件等3方面对真菌染料的脱色研究进展进行综述，探讨了不同种类真菌包括白腐真菌、霉菌、酵母菌等对染料的脱色作用，阐明了真菌吸附脱色、降解脱色的机理，介绍了真菌在染料脱色应用中的优势，并对未来真菌染料脱色研究的方向提出了展望. 图1 参42关键词真菌；染料；脱色机理；吸附；降解CLC X172收稿日期: 2007-11-22 接受日期: 2008-03-12*福建省重大专项前期研究项目(No. 2005YZ1023)和国家教育部高校骨干教师资助计划 Supported by the Key Science-Technology Project of Fujian Province, China (No. 2005YZ1023), and the Foundation of the Ministry of Education of China for Teachers of Universities**通讯作者 Corresponding author (E-mail: microzh@)14815 卷应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol自上世纪80年代初，Glenn和Gold首次证明白腐真菌Phanerochaete chrysosporium (黄孢原毛平革菌)对一些聚合染料具有脱色降解作用[6]以来，人们对白腐真菌脱色的研究主要集中于P. chrysosporium. Cripps[2]、Paszczynski[7~9]、Tatarko[10]、Bumpus[3]、Azmi[11]、Knapp[12]、Conneely[13]等分别以偶氮、蒽醌、三苯甲烷染料等不同类型的染料为底物，研究了P. chrysosporium对不同染料的降解效果、降解条件、降解机理以及影响因素等. 综合这些研究可以发现，P. chrysosporium是一类广谱降解真菌，对多种染料均具有较好的降解效果[7~13]，其降解过程是需要分子氧的过程并需要在外加碳源(例如葡萄糖)的存在条件下完成，另外该降解过程最易发生在限氮条件下[14].近年来，人们的研究兴趣逐渐由单种的P. chrysosporium 向脱色白腐真菌的多样化转移，并发现了一大批各种各样的脱色白腐真菌. Coriolus versicolor (彩绒革盖菌)被用于一种酞菁染料——活性翠蓝Blue G的脱色研究[15]，研究发现，在转速达到30 r/min时，C. versicolor达到最大脱色率(80%)，研究还发现初始染料浓度、转速以及葡萄糖浓度是影响C. versicolor脱色的3个主要参数. Madhavi等在死亡的树皮上成功分离到一株白腐真菌Ganoderma sp. WR-1 (灵芝)，发现这株真菌的脱色效率要远远高于被广泛应用的Trametes versicolor (变色栓菌)和P. chrysosporium[16]. 对多种染料的最大脱色率在8 h内就能够达到96%. Kumarasamy Murugesan 等在研究Ganoderma lucidum KMK2对难降解染料的脱色过程中，发现并分离了具有耐热性的漆酶，该漆酶粗提液在60 ℃时具有最大的染料降解效率(92%)[17]. 侯红漫等利用白腐菌Pleurotus ostreatus 324 (粗皮侧耳)粗漆酶和纯漆酶进行蒽醌染料SN4R的脱色研究，发现纯漆酶无法对SN4R脱色，而粗漆酶具有较强的脱色效果，如果添加小分子介质ABTS 后，纯漆酶也可以使SN4R快速、完全脱色，该研究表明，小分子还原介体物质的存在有助于染料废水的降解和脱色[18]. Z¨umriye Aksu、Emre Birhanli、Ivana Eichlerova等也对T. versicolor [19]、Funalia trogii [20]、B. adusta [21]等不同种类的真菌对染料的降解进行了研究. 染料白腐真菌多样性的研究为生物法处理印染废水的应用提供了更为广泛的物种资源，并获得了一批耐高温、脱色性能强的菌株.1.2 其他类型真菌的染料脱色白腐真菌以外的真菌染料脱色研究起步较晚，但发展迅速，已经有多种真菌被用于染料的脱色研究，主要以青霉菌、酵母菌和曲霉为主.Donmez等研究发现，Candida tropicalis (热带假丝酵母)对活性兰、活性黑和活性红具有一定程度的吸附脱色作用，在起始染料浓度为700 mg/L的情况下，该菌株对这3种染料的最大吸附容量分别为：活性黑112 mg/g、活性兰102 mg/g、活性红79.3 mg/g[22]. 董新娇等从温州市上桥一家染料厂的污泥中筛选分离到一株染料脱色优势酵母菌T-2，经初步鉴定为Rhodotorula sp. (红酵母属)，通过对其脱色条件的研究发现，碳源、氮源、接种量、染料浓度、温度、pH对其脱色效果均有影响[23]. 张金平等研究了Endomycopsi sp. (拟内抱霉)对3种偶氮染料酸性黑NG、酸性黑10B及活性红脱色的情况，指出重金属离子不仅降低了染料的脱色率还明显抑制菌体生长，尤其以Ag+、Hg 2十明显[24].Parshetti等发现，Aspergillus ochraceus NCIM-1146(赭曲霉)在搅拌或震动条件下对染料的吸附和降解效率均高于静止条件，并发现外加碳源对染料的降解效率大大提高，染料活性艳蓝的脱色周期由20 d缩短到7 d[25]. 董新娇等通过驯化富集培养，从废水池污泥中分离到一株染料脱色真菌，经鉴定命名Aspergillus flavus (黄曲霉)，染料降解产物的紫外–可见光光谱分析显示，可见光区波长618 nm处的吸收峰完全消失，表明染料得到充分降解[26].刘生浩等采用富集培养的方法分离得到了对偶氮染料酸性大红和酸性黑有较强脱色能力的Penicillium P-93(青霉菌P-93)，发现该菌以酸性大红和酸性黑作为唯一碳源和唯一氮源均能生长，且其降解染料的酶主要存在于细胞内，酶的生物合成不受染料的诱导[27]. 辛宝平等从受污染土壤中筛选出多株高效青霉菌,其中Penicillium GX2(青霉菌GX2)对4种不同类型的蒽醌染料均表现出很高的吸附活性，且生长菌体具有比静止活体和死体更好的吸附性能[28].2 真菌染料的脱色机理研究真菌的染料脱色一般包括生物吸附脱色和生物降解脱色两种方式，脱色过程以何种方式进行与真菌的种类有关，有些真菌只吸附不降解，而大多数真菌的脱色过程以先吸附再降解的方式进行.2.1 真菌的吸附脱色Sumathi等对Aspergillus foetidus (臭曲霉)的研究表明，A. foetidus对染料具有很强的脱色能力，对色度的去除达到95%，其脱色过程是由生物吸附完成的，而且这种吸附过程没有专一性[29]. Bayramoğlu等研究了Phanerocheate chrysosporium (黄孢原毛平革菌)对染料的吸附过程，发现P. chr ysosporium的吸附过程与温度、pH有密切关系，他们还研究了P. chrysosporium吸附过程的动力学模型，其中Freundlich和Temkin模型可以被用来描述该菌株对活性蓝4的吸附过程[30]. 真菌对染料的吸附虽然能够解决印染废水处理过程中色度去除难的问题，但染料并没有得到降解而是随污泥一起排出，造成二次污染，所以人们将研究重点集中在真菌的降解脱色机理上.2.2 真菌的降解脱色真菌的降解脱色主要发生在吸附过程后，真菌通过产生多种胞内或者胞外酶主要包括LiP (木质素过氧化物酶)、MnP (锰过氧化物酶)、Lcc (漆酶)等，来完成染料的彻底降解. 在形形色色的脱色真菌中，降解机制研究最多也是最透彻的是白腐真菌的降解机制；而对酵母菌、霉菌等脱色机理的研究则刚刚起步，还处于实验与推测阶段.Goszczynski等在研究白腐真菌P. chrysosporium (黄孢原毛平革菌)对染料的脱色过程中发现其降解机制可能是：染料被初步氧化性激活形成阳离子自由基，使染料分子易受到水的亲核攻击；偶氮键发生两种水解断裂——产生醌和二氮烯衍生物的不对称断裂和产生醌–单亚胺和亚硝酸盐衍生物的对称断裂；这些不稳定的中间物进一步氧化还原，氧149 1 期王慧等：真菌对染料的脱色研究进展化，水解，最终形成11种有机物和氨[31]. Hardin等发现在染料被LiP、MnP氧化脱色的过程中,包含有一个以自由基为基础的链式反应过程(图1)，由于这种自由基反应是在细胞外进行的且具有非特异性，从而使菌体对降解底物的毒性有较高耐受能力并且表现出对降解底物的广谱性[32]. 李慧蓉等以偶氮染料和蒽醌染料中具代表性的染料分子为对象，探索了P. chrysosporium对染料降解的动态过程，发现偶氮键断裂是菌对偶氮染料生物降解的关键步骤，因降解程度不同，终产物或为含共轭结构的小分子，或为无共轭结构的有机和无机小分子；蒽醌染料的脱色降解涉及到稠环的开裂，若不彻底降解，其终产物仍保留少量的共轭结构，彻底降解则形成在200~700 nm间无最大吸收峰的非共轭结构类物质[33]；他们还提出了P. chrysosporium对偶氮染料的对称性和不对称性断裂机制. Zhang XC等通过研究稻草固体基质及其不同处理形式、木质素酶、木质纤维素共降解等对染料降解的影响，探讨了P. ostreatus BP (侧耳属白腐菌BP)在稻草固体基质中对三苯甲烷类染料的降解及作用机制[34]，研究结果表明，稻草固体基质中染料降解主要是以木质素酶系作用为基础的共降解过程；但对不同染料起降解作用的因素不同，其中澳酚蓝的降解主要依靠木质素酶系作用，孔雀绿的降解依靠以木质素酶系为基础的共降解作用，而结晶紫的降解则主要随木质纤维素的降解作用而共降解. 上述研究均表明，白腐真菌对染料的降解主要依赖与一个由细胞内产生在胞内或胞外产生作用的酶降解体系的作用，由酶启动一系列反应，实现对底物的降解.Jadhav等利用UV-VIS、TLC、HPLC和FTIR等技术对Saccharomyces cerevisiae MTCC 463 (酿酒酵母)的脱色过程进行了研究，在样品中分离到不同水平的漆酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、NADH-DCIP还原酶、偶氮还原酶等与染料降解有关的酶类，并且在离心得到的菌体上没有附着的染料，从而判定S. cerevisiae MTCC 463对染料的脱色是通过酶的降解完成的[35]. 余志晟等对Candida krusei (克鲁斯假丝酵母)的脱色机理研究表明，该菌株对活性艳红K-2BP 的去除属于降解脱色，并对降解产物进行了推测，认为克鲁斯假丝酵母将活性艳红K-2BP分子彻底降解成了水和二氧化碳或者是将活性艳红K-2BP分子转化成了其它微量小分子，而它们还未被检测到[36]. 对酵母菌、霉菌和曲霉的降解机理研究虽然还未深入，但已经分离得到多种不同与白腐真菌的降解酶，表明其降解过程与白腐真菌降解机制有所不同. 3 真菌染料脱色的应用条件研究随着染料脱色真菌多样性的发掘和真菌脱色机理的研究不断深入，将真菌细胞固定化并进而应用于各种类型的反应器处理模拟废水甚至实际的染料废水的研究也得到了很好的发展，有些真菌已经被应用于实践当中，并取得了较为理想的效果.Susla等利用PUF (聚氨酯泡沫塑料)和PW (松木)两种固定化材料对Dichomitus squalens( 污叉丝孔菌)进行固定化，并对其脱色效果及酶的产生进行了研究[37]. 研究发现，在固定化条件下漆酶的产量得到了明显提高，达到了在流体条件下无法达到的水平，他们还分离得到了相对分子质量同为68×103的两种漆酶(Lc1、Lc2)，发现两种漆酶的脱色效率大大不同，Lc1远远高于Lc2，更具有实际应用价值. 林晓华等采用海藻酸钙和卡拉胶两种材料对青霉菌X5进行固定化，结果表明，两种不同固定化方法的青霉菌对活性蓝KN-R均有较好的脱色效果，但藻朊酸钙固定化的青霉菌活性更高，脱色效果更好，在多次脱色后能重复使用[38]. Shin等人利用小麦杆、枫木片、大麻纤维、大麻席子和黄麻线5种天然材料和尼龙纤维、聚乙烯纤维和大麻聚丙烯纤维3种人工合成材料，对白腐真菌T. versicolor ATCC 20869 的固定效果及其对苋红染料的脱色效果进行了实验研究，结果显示黄麻线是其中最好的固定化材料，在该固定材料上的T. versicolor ATCC20869也达到最好的脱色效果，对染料的脱色速率达到814 mg L-1 h-1[39 ]. 多项研究表明，真菌在固定化条件下的生长速率和对染料的降解速率都明显提高，这是因为固定后的微生物细胞可以实现高密度填充，因而可进行高密度连续的微生物发酵，极大提高了生产效率，而且菌体经固定化可以反复使用，发酵完毕，菌体与发酵液易于分离，后处理工艺简单，成本降低. 所以，固定化真菌在实际的废水处理中应用更广泛.由于染料废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，研究人员也致力于解决真菌脱色在连续废水过程中的稳定问题. Mielgo等应用P. chrysosporium在连续填充床反应器里进行了偶氮染料降解研究；结果表明，在好氧条件下，当染料的容积负荷为0.12 g L-1d-1、温度为37 ℃和水力停留时间为24 h时，该反应装置对染料的脱色率达到95%以上[40]. 研究认为，将细胞固定化有利于真菌的生长和酶的产生，有利于在反应器中长时间保持菌的密度以及胞外酶的浓度. 安世杰等构建了白腐真菌膜生物反应器降解复配染料废水，通过研究发现，在白腐真菌膜生图1 P. chrysosporiumde的LiP和MnP的催化循环Fig. 1 Catalytic cycle of enzyme Lip and MnP of P. chrysosporiumde15015 卷应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol物反应器营养源调控研究中，得到如下结论：将碳源浓度从30 g/L降低到10 g/L、氮源浓度从560 mg(N)/L (20 mmo1/L尿素)降低到56 mg(N)/L (2 mmol/L尿素)后，同样获得了良好的复配染料脱色效果[41]. 研究还表明，白腐真菌生物膜反应器处理染料废水的适宜停留时间为72 h. 熊小京等采用厌氧/好氧膜生物反应器(A/O MBR)，以艳蓝KN-R活性染料为模拟染料，在不同进水pH条件下，探索了pH变化时厌氧与好氧污泥对染料的降解情况；结果表明，碱性进水有助于提高厌氧脱色效果，酸性进水有利于提高好氧脱色效果[42].由于实际应用与实验条件的差别，有关实际染料废水脱色及处理的报道较少. Madhavi等将白腐真菌Ganoderma sp. WR-1 (灵芝)应用于单种染料和实际染料废水的研究中；实验结果表明，单种染料的脱色在5 d内可以达到50%，12 d可以完全脱色；而增加处理时间(15 d)可以使实际废水完全脱色[16].4 展望由于化学法和物理法处理染料废水的过程中存在着诸如二次污染、处理费用过高、技术要求高、操作不方便等缺点，以及细菌染料脱色中存在容易产生致癌的芳香胺等物质的问题，近年来，人们把更多的目光投向了真菌的染料脱色，并取得了一定的进展，包括多样化的脱色真菌的获得、真菌脱色机理的研究以及真菌脱色生物反应器的研究. 但是必须清楚地看到，针对真菌与脱色的研究还只停留在理论研究阶段，对于实际染料废水真菌脱色的研究仍处于初级阶段，相关报道较少. 另外，对于除白腐真菌以外的真菌的染料脱色机理研究处于起步阶段，研究还不够透彻.综上，我们认为，未来的研究重点在于以下几个方面：(1) 更广泛地发掘具有染料脱色能力的真菌资源及其基因资源，尤其关注未可培养但具有广谱高效降解能力的染料降解菌；(2) 加强真菌染料脱色机制的研究，特别是降解机制的研究；(3) 定位具有降解能力的基因，建立具有实际应用价值的工程菌；(4) 与实践相结合，以实际染料废水为研究条件，使脱色真菌能够真正应用到染料废水的处理中；(5) 研究原位环境中真菌的种群分布，采用原位调节技术，通过调节现场各项指标(包括pH、碳氮源浓度、温度)来发挥原位菌群的脱色作用.References1 Palmieri G, Cennamo G, Sannia G. Remazol Brilliant R decolourisationby the fungi Pleurotus ostreatus and its oxidative enzymatic system.Enzyme Microb Technol, 2005, 36: 17~272 Cripps C, Bumpus JA, Aust SD. Biodegradation of azo and heterocyclicdyes by Phanerochaete chrysosporium. Appl Erviron Microbiol, 1990,56 (4): 1114~11183 Bumpus JA, Brock BJ. 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疣孢漆斑菌产胆红素氧化酶条件优化及对染料脱色的研究

疣孢漆斑菌产胆红素氧化酶条件优化及对染料脱色的研究
疣孢漆斑菌产胆红素氧化酶条件优化及对染料脱色的研究
胆红素氧化酶是一种重要的氧化酶，具有广泛的应用价值。

疣孢漆斑菌是一种产胆红素氧化酶的微生物，其在稳定性、活性和生产成本方面具有优势，因此受到了广泛关注。

本文旨在探讨疣孢漆斑菌产胆红素氧化酶的条件优化以及其对染料脱色的研究。

首先，我们优化了疣孢漆斑菌产胆红素氧化酶的培养条件。

通过单因素实验和正交实验的方法，我们确定了较优的条件为：初始pH值为7.5、温度为20℃、培养时间为96h、胆红素浓
度为5mg/mL、柠檬酸浓度为0.2%、酵母抽提液浓度为0.4%。

这些条件的优化可以提高疣孢漆斑菌产胆红素氧化酶的产量和活性，从而降低了生产成本，提高了产品的品质。

接下来，我们对疣孢漆斑菌产的胆红素氧化酶进行了染料脱色实验。

选用了两种典型的染料（亚甲基蓝和孔雀蓝），将其放在胆红素氧化酶作用下进行脱色实验，观察了不同条件下的脱色效果。

结果表明，随着时间的延长和酵素浓度的增加，脱色效果逐渐增强；当酵素浓度为0.5U/mL时，脱色效果最好，
亚甲基蓝脱色率达到了98.5%，孔雀蓝脱色率达到了93.2%。

总之，本文研究了疣孢漆斑菌产胆红素氧化酶的条件优化以及其对染料脱色的研究。

通过优化培养条件，我们提高了胆红素氧化酶的产量和活性，从而为实现工业化生产提供了可靠的技
术基础；同时，我们证明了胆红素氧化酶具有良好的染料脱色能力，为环保领域的应用提供了良好的前景。

一株新型的染料脱色真菌及其脱色机理研究的开题报告

一株新型的染料脱色真菌及其脱色机理研究的开题
报告
标题：一株新型的染料脱色真菌及其脱色机理研究
摘要：现代印染工业中使用的染料，往往含有对环境和人体健康有
害的成分，因此染料废水的处理成为一项迫切需要解决的问题。

然而，
传统的物理和化学方法存在着高能耗、高成本、操作复杂等问题。

因此，研究发现更为经济、高效的染料脱色技术显得十分重要。

本文提出了一种新型的染料脱色技术，即采用一株新发现的脱色真菌，对印染废水中的染料进行脱色处理。

本文进一步研究了这株真菌的
生物学特性和脱色机理，并评估了其对染料的脱色效果和适应性。

研究结果表明，该真菌能够有效地去除染料，脱色率达到了80%以上。

同时，该真菌具有较强的适应性，可以适应不同种类和浓度的染料
废水。

初步的实验结果表明，该真菌的脱色机理可能与其分泌的酶有关，这需要进一步的研究和验证。

本研究对于寻找更为经济、高效的染料脱色技术具有重要的意义，
同时也为发掘新型环境友好型的生物资源提供了一定的参考价值。

关键词：染料废水；脱色真菌；生物学特性；脱色机理。

真菌漆酶的研究进展及其应用前景

真菌漆酶的研究进展及其应用前景摘要：漆酶生产菌株多为白腐真菌，常用的漆酶活性测定方法有分光光度法、abts法、微量热法等，其降解工业“三废”中的有毒有害物质被认为是一种效率较高，成本较低的且最有前途的方法，其对环境保护的研究以逐渐成为国内外研究的热点，本文阐述漆酶的性质、活性中心、结构特点以及其在环境治理方面的应用。

关键词：漆酶；结构；活性中心；环境修复中图分类号：x592文献标识码：ａ基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目资助（项目编号：12521573）为本文通讯作者漆酶最早由yoshi从日本紫胶漆树（rhus vernicifera）漆液中发现。

19世纪末，g.betranel首次将能够使生漆固化的活性物质进行分离，命名为“laccuse”，即漆酶。

漆酶属蓝色多铜氧化酶家族［1，2］，与抗坏血酸氧化酶和哺乳动物血浆中铜蛋白同源。

人们将自然界中得到的漆酶分为漆树漆酶和真菌漆酶，其中真菌漆酶极具研究价值。

漆酶在生物制浆、污水处理、防腐剂、杀虫剂等化工产品的降解效果显著，用于环境保护、环境监测等领域，在食品工业等方面也有应用［3］，已逐渐成为自然科学的研究热点之一。

漆酶催化氧化不同种类型的底物已达200余种，广泛用于食品、废水处理、造纸等领域。

国内外真菌漆酶研究主要是以担子菌、子囊菌、脉孢霉、柄孢壳菌和曲霉等真菌来研究漆酶的生物学活性，细菌和放线菌的研究较少，现已在细菌生脂固氮螺菌（azospirillum lipoferum）中发现了漆酶的存在。

而高等担子菌中的研究对象包括白腐真菌、杂色云芝、平菇、变色栓菌，其中白腐真菌所产的漆酶为胞外酶，可作为主要的产酶者和研究对象。

１漆酶的性质1.1理化性质漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，不同来源的漆酶铜含量也有所不同，多含有4个铜原子［4］。

漆酶多为1条多肽链组成的单聚体，由500～550个氨基酸分子所组成，相对分子质量主要集中在50～80kd，其碳水化合物约占15％～20％，等电点pi为3～6，反应温度为30～60℃，ph低的环境，漆酶的生物活性较高［5-7］。

真菌产漆酶对蒽醌类染料脱色的研究

（ＭａｒｉｎｅＣｏｌｌｅｇｅ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙａｔＷｅｉｈａｉ，Ｗｅｉｈａｉ２６４２０９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｈｅｔａｕｔｈｏｒｓｕｓｅｄｔｈｅｃｒｕｄｅｌａｃｃ￣ｅｆｒｏｍＬｅｎｔｉｎｕｌａｅｄｏｄｅｓｔｏｄｅｃｏｌｏｒｉｚｅｈｅｔａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅｄｙｅｓ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＺ６｝ｃｃ Ⅱ ｓｅ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｉｎｉｔｉａｌｐＨａｎｄｄｉｆｅｒｅｎｔｄｙｅｏｎｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎｏｆａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅｄｙｅｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｈａｔｔｈｅｔｌａｃｃ￣ｅｈａｄａｇｏｏｄｅｆｅｃｔｏｎｄｅｃｏｌｏｒｉｚｉｎｇａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅｄｙｅ．Ｕｎｄｅｒｈｅｔｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｔ３０％，ｐＨ３— ４，ａｎｄｌａｃｃ￣ｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ

真菌和细菌对染料的吸附脱色及再生能力的研究

文章编号:025322468(2002)20620779205 中图分类号:X 788 文献标识码:A真菌和细菌对染料的吸附脱色及再生能力的研究李蒙英,倪建国,洪法水,谢立群,孟祥勋　(苏州大学生命科学院生物科学系,苏州　215006)摘要:进行了真菌和细菌共培养对染料的吸附脱色和吸附脱色能力再生的研究.结果表明,青霉菌G 21首先对偶氮染料S 2119、蒽醌染料艳紫K N 2B (C.I.Reactive violet 22)水溶液中染料进行快速吸附去除,菌丝对同种染料的吸附速度随菌丝培养液中葡萄糖浓度的增加而加快,吸附染料的G 21菌丝在与细菌的共培养中完成对染料的脱色降解,脱色速度受培养液中葡萄糖和氮源浓度影响较大,从吸附速率和完全脱色时间综合评价,以葡萄糖浓度为5g ΠL 、酒石酸铵为20mm ol ΠL 的培养基中培养的菌丝对染料的吸附脱色效果最好,吸附在菌丝上的艳紫K N 2B 脱色后菌丝吸附脱色能力得到再生,菌丝对100mg ΠL 的艳紫K N 2B 染料水溶液可重复处理4次.青霉菌G 21对酸性染料废水处理3h ,色度去除率为75.9%,吸附染料的菌丝在与细菌共培养中完成对染料的脱色,对试验所用染料废水,菌丝的处理能力获得1次再生.关键词:染料;生物吸附脱色;再生菌丝;真菌和细菌Adsorption and decolorization of dyes by fungus and bacterium ,and re 2generation of the adsorption and decolorization capacityLI M engying ,NI Jianguo ,H ONG Fashui ,XIE Liqun ,ME NG X iangxun (Department of Biology Science ,C ollege ofLife Science ,Suzhou University ,Suzhou 215006)Abstract :Adsorption and decolorization of dyes by fungus and bacterium ,and regeneration of the adsorption and decolorization capacity ware investigated in.The results showed that the fungus ,P enicillium sp.G 21adsorbed and elim inated azo dye P olyS 2119T M and anthraquinone dye C.I.Reactive violet 22form solutions ,and the adsorption rate increased with the increase of glucose concentration in the liquid medium of mycelium.Decoloriaztion and degradation of the adsorbed dyes ware im plemented through co 2culturing dyes adsorpted mycelium with bacteri 2um ,and decolorization rate was in fluenced at certain extent by the concentration of glucose and nitrogen in medium.The liquid medium with 5g ΠL glucose and 20mm ol ΠL amm onium tartrate showed the best effect in mycelium adsorption and decolorzation to the dyes.The mycelium could be repeatedly used for four times to treat the dye solution with 100mg ΠL C.I.Reactive violet N 2R dye wastewater.75.9%of decolori 2zation and elim ination of dyeing 2waste water was obtained by treatment with P enicillium sp G 21for 3h.The dye 2adsorbed mycelium could be com pletely decolorized by coculturing with bacterium ,and could be regenerated to treat dye 2wastewater one m ore time.K eyw ords :dyes ;biosorption and decolorization ;regeneracy mycelium;fungus and bacterium收稿日期:2001211226;修订日期:2002201226基金项目:苏州市科委资助课题SSZ 0141作者简介:李蒙英(1963—),女,讲师由于真菌对染料的脱色降解具有广谱性,在处理成分复杂,染料变化频繁的染料废水中具有很好的应用前景,因而倍受世界各国的关注.一些研究表明Phanerochaete chrysosporium 、Trametes ver sicolor 、Penicillium sp.等真菌在吸附、脱色染料的广谱性、矿化率、脱色速度等方面都表现出一定的优越性[1—3].但真菌一般不能以染料作为唯一的碳源和能源正常生长,从而会使其在染料废水处理中因补充碳源或能源使成本提高.我们曾报道了青霉菌Penicillium sp.对偶氮、蒽醌染料的吸附、脱色降解作用[3].但利用青霉菌和细菌共同作用对染料吸附、脱色及其吸附脱色能力的再生从而降低处理成本的研究国内外还未见报道.本文在前述工作的基础上进一步探讨了碳、氮营养因子对青霉菌和细菌吸附及脱色降解染料的影响,以加快青霉菌对染第22卷第6期2002年11月环　境　科　学　学　报ACT A SCIE NTI AE CIRCUMST ANTI AEV ol.22,N o.6N ov.,2002087环境科学学报22卷料的吸附去除和与细菌共培养时的脱色降解速度,促进青霉菌吸附脱色能力的再生,为真菌应用于染料废水处理,加快染料脱色降解速度,增加菌体对染料废水的处理次数提供理论依据及技术指导.1　材料与方法1.1　材料染料:偶氮染料S2119(P oly S2119T M,最大吸收波长为472nm)购自Sigma公司,蒽醌染料艳紫K N2B(C.I.Reactive violet22,最大吸收波长为562nm),取自苏州某印染厂.酸性染料废水:采自苏州某印染厂,颜色为黑紫色,C OD值为1000—1500mgΠL,pH3.1.真菌:青霉菌G21(Peni2 cillium sp.B1,ATCC74414),取自美国模式菌种保藏中心.细菌:L21菌株(Enterobacter sp.)和L22菌株(P seudomonas sp.),从染料废水中分离、获得,并通过API分类系统鉴定到种.本实验以L21菌株和L22菌株的混合细菌悬液为接种物.1.2　培养基PDA培养基[4],葡萄糖浓度改为5gΠL,酒石酸铵20mm olΠL,pH5.8,葡萄糖含量对菌丝吸附脱色影响实验中葡萄糖浓度分别为0、2.5、5.0、10.0和20.0gΠL,含氮量对菌丝吸附脱色影响实验中酒石酸铵浓度分别为0、10、20、30和40mm olΠL.1.3　培养方法以斜面培养基上的青霉菌G21孢子制成孢子悬液,4层纱布过滤后接种液体培养基, 28℃,150rΠmin振荡培养3d,取出菌丝球做吸附实验,同时向培养液中加入1m L1×109—2×109个Πm L混合细菌悬液继续培养.1.4　菌丝对染料吸附脱色能力再生实验方法称取10g湿菌球放入100m L已灭菌的不同浓度染料水溶液中,28℃,150rΠmin振荡,12h 后取上层清液3000rΠmin离心15min,分光光度法测定染料最大吸收波长处的吸光度值,计算染料残留量,同时从染料水溶液中取出吸附染料的菌丝球放回加入细菌的原培养液中,观察菌丝球颜色变化,当菌丝球上颜色完全褪去,重新变成白色时即认为染料完全脱色,随后将菌丝球放入初始浓度与前次相同的染料水中,重复上述吸附脱色实验,观察、测定菌丝吸附脱色能力再生情况.1.5　菌丝对染料废水的处理称取200g湿菌球放入2000m L染料废水中,常温(25℃)下曝气,处理过程中以重铬酸钾法[5]定时测定水样C OD值,日立U23000分光光度计扫描10倍稀释水样在200—700nm的吸收光谱,根据光谱图比较废水在较大吸收波长504nm处吸光度值(A)的变化,计算色度去除504率.3h后取出吸附染料的菌丝球放回加入细菌的原培养液中,目测菌丝球上的染料完全脱色后,取出吸附能力得到再生的菌丝球放入新的染料废水中,再次测定水样C OD值和吸光度值变化.由于从培养基中取出的菌丝球放入废水中会带入一部分有机物,废水吸附试验的同时进行对照试验,取20g湿菌球放入200m L蒸馏水中,以相同处理方式测定蒸馏水的C OD值(C OD对照)变化,菌丝对染料的C OD去除率(%)=(C OD原废水-C OD水样ΠC OD原废水)×100%.2　结果与讨论2.1　营养因子对青霉菌和细菌吸附及脱色降解染料的影响图1　葡萄糖对菌丝吸附去除染料的影响F ig.1　E ffect of glucose on ads orption and elim ination of dyes by m ycelium of P enicilium s p.2.1.1　葡萄糖含量对菌丝吸附、脱色的影响　由图1可见,在不同葡萄糖浓度培养基中培养的菌丝对染料的吸附去除效果不同,无葡萄糖培养基中培养的菌丝对染料的吸附去除效果最差,而含葡萄糖培养基中培养的菌丝球对染料水溶液处理20h ,去除率都在95158%以上.从一定量菌丝吸附染料速率看,5g ΠL 以上葡萄糖培养基中培养的菌丝球对两种染料的吸附速率均较快.将在染料水中吸附20h 后的菌丝球放回加入混合细菌的原培养液,菌丝上的染料吸附牢固,只有极少量染料进入培养液,培养其间菌丝和培养液中染料逐步脱色,从表1可知葡萄糖浓度高或低,均使完全脱色时间延长,从吸附速率和完全脱色时间综合评价,以5g ΠL 葡萄糖浓度的培养基中培养的菌丝对染料的吸咐脱色效果最好,以下试验所用培养基葡萄糖浓度均采用5g ΠL.表1　菌丝上染料在不同葡萄糖浓度培养基中的完全脱色时间(h)T able 1　T ime (h )needed for com plete decolorizationof dyes abs orbed on mycelium in mediumwith different glucose concentrations 葡萄糖浓度,g ΠL0 2.5 5.010.020.0S 211948483696148艳紫K N 2B4824812722.1.2　含氮量对菌丝吸附脱色的影响　本试验采用酒石酸铵作为G 21菌株的主要氮源.菌丝球在S 2119和艳紫K N 2B 染料水溶液中吸附10h 后,染料去除率见表2,由实验结果可知,菌丝对同种染料的吸附去除作用受氮源浓度影响不大.将在染料水溶液中吸附20h 的菌丝球放回加入细菌的原培养液后,染料完全脱色时表2　不同氮源浓度培养基中的菌丝吸附10h 染料去除率(%)T able 2　Rem oval rate of dyes by mycelium abs orbed for10hours in medium with different N concentrations酒石酸铵浓度,mm ol ΠL010203040S 211995.9894.3095.9696.0095.78艳紫K N 2B98.4798.8099.2099.0899.13表3　菌丝上染料在不同氮源浓度培养基中的完全脱色时间(h)T able 3　T ime (h )needed for com plete decolorizationof dyes abs orbedon mycelium in medium with different N concentrations酒石酸铵浓度,mm ol ΠL010203040S 211912096386060艳紫K N 2B962481236间见表3.由表3可知,菌丝上染料的脱色受氮源浓度影响较大,吸附了S 2119和艳紫K N 2B 的菌丝都以在酒石酸铵浓度为20mm ol 的培养基中脱色最快,由于培养基中经历了3d G 21真菌的生长,1d 混合细菌的生长,推测在加入染料的第4d 培养基中氮源消耗较大.J.S wamy 的实验发现T .ver sicolor zai 在有葡萄糖(>0.13g ΠL )和低N 浓度(0.086g ΠL NH +4)条件下可保持快速脱色[6],P .chrysosporium 中起染料脱色作用的木素过氧化物酶(LiP )和锰过氧化物酶(MnP )的产生也与碳、氮浓度有关[7,8],限N (<2.4mm ol )或限C (<0.01mm ol )有利于染料脱色,本实验中青霉菌G 21和L 21、L 22细菌对染料的脱色速度亦与碳、氮浓度有密切关系,但碳、氮浓度分别在什么浓度范围时可对染料快速脱色还有待进一步研究.以下试验所用培养基酒石酸铵浓度均采用20mm ol ΠL.1876期李蒙英等:真菌和细菌对染料的吸附脱色及再生能力的研究2.2　菌丝吸附能力的再生G 21菌丝对100、200、400、600和800mg ΠL 艳紫K N 2B 水溶液吸附12h 后的染料残留浓度、放回原培养液后染料完全脱色时间及吸咐脱色能力再生情况见表4.用于处理100mg ΠL 染料水溶液的G 21菌丝球吸附、脱色再生次数可达4次,在第1、2和3次吸附时,对染料的去除率分别达98.1%、93.0%和89.3%,完全脱色时间均在12h 左右,第3次完全脱色后的菌丝球开始松散,无韧性,较难从培养液中全部取出,用于第4次吸附的菌丝球量减少,但染料去除率仍达66.7%,菌球对吸附染料第4次脱色后,菌球松散,不能再用.菌丝对400mg ΠL 以上染料水溶液的吸附、脱色,尽管再生次数少,但由于每次吸附量较大,累计吸附、脱色染料的总量与100mg ΠL 和200mg ΠL 的相近.表4　菌丝及再生菌丝对艳紫KN 2B 的吸附脱色T able 4　Ads orption and decolourization of C.I.Reactive violet 22by mycelium and regenerated mycelium初始浓度,mg ΠL 第1次第2次第3次第4次残留浓度,mg ΠL 完全脱色时间,h残留浓度,mg ΠL 完全脱色时间,h残留浓度,mg ΠL 完全脱色时间,h残留浓度,mg ΠL 完全脱色时间,h1001.898 6.96810.691233.332420065.692468.3824122.0948400229.9024242.6596600411.2730466.67120800581.3730685.29120 J.S wamy 等研究了真菌T .ver sicolor 对染料的连续脱色[6],以探索真菌脱色能力的持久性,培养液中真菌可在第3—15d 内对连续加入至20—60mg ΠL 的同一种或不同种或混合染料图2　原染料废水和经G 21菌丝处理1、2和3h 的染料废水的光谱图Fig.2　S pectrogram of original dve 2wastewater and the wastewater treated by mvcelium for 1,2,3h脱色.李慧蓉等研究了白腐真菌的固定化脱色[9],通过真菌的固定化探索真菌脱色染料的工业化应用,生长固定在维尼纶纤维上的白腐真菌P .chrysosporium 对100mg ΠL 比布列希猩红第5天的脱色率达97.2%,整个脱色过程均在培养液中进行.本实验中青霉菌G 21通过菌丝再生,对染料的脱色能力可维持8d 左右,但由于实验中G 21菌丝首先用于对染料水中染料的吸附,使染料水中染料被迅速抽提出来,减少了水体中的染料含量,吸附染料的菌丝则在培养液中与细菌共同完成对染料的脱色降解,因为青霉菌对染料的吸附和脱色不是在培养液这一单一体系中进行,这种脱色方式较有可能使真菌对大水量染料废水进行处理.2.3　菌丝对染料废水的处理从图2看出不同水样在226、312、504和622nm 处各有一吸收峰,其中以504nm 处吸收值最大.随处理时间的延长,染料废水各吸收波长处的吸光值均下降,以504nm 处吸光值的变化计算菌丝对染料废水色度去除率,由表5可知菌丝第1次对染料废水处理3h 色度去除率达7519%,吸附染料的菌丝放回原培养液后第3d 染料完全脱色,脱色能力得到再生的菌丝第2次对染料废水处理3h 色度去除率为6813%,吸287环境科学学报22卷附染料的菌丝放回原培养液后脱色时间延长,第10d 菌丝和培养液中仍有少量染料没有脱色,菌丝球开始松散失去再生能力.两次处理,菌丝在3h 内均可通过吸附作用从废水中去除大部分染料,但处理后废水C OD 值仍偏高,从对照试验发现菌丝球带入一部分有机物到废水中,不同处理时间水样的C OD 中包含一部分由菌丝球带入的有机物,从而增加了废水中的C OD ,虽然处理后水样的C OD 值不够理想,但废水的性质已发生改变,废水中不易生物降解的染料大分子被菌丝吸附去除,增加了一部分由G 21菌丝带入的有机物,从而增强了废水的可生化程度,这就为废水的深度处理带来了方便.吸附到菌丝上的染料在与细菌共培养中被脱色,实现了微生物对复杂有机大分子物质的生物降解.表5　菌丝和再生菌丝对染料废水的处理T able 5　T reatment of dye wastewater by mycelium and regenerated mycelium第1次第2次原废水1h 2h 3h原废水1h 2h 3h A 5040.6730.2490.1850.1620.6210.2750.2150.197色度去除率,%63.072.575.955.765.468.3COD 水样,mg ・L -11015585.3486.1466.31018675.1601.1585.3COD 对照,mg ・L -1248.0297.6317.0COD 去除率,%42.352.154.133.740.142.53　结论青霉菌G 21可对偶氮染料S 2119、蒽醌染料艳紫K N 2B 水溶液中染料快速吸附去除,吸附染料的菌丝在与细菌的共培养中完成对染料的脱色降解.菌丝对同种染料的吸附速度随菌丝培养液中葡萄糖浓度的增加而加快,而脱色速度则以在葡萄糖含量较低的培养液中为快,完成脱色的菌丝吸附脱色能力得到再生,菌丝对100mg ΠL 的艳紫K N 2B 染料水溶液可重复处理4次,菌丝的再生为真菌对染料废水的低成本处理探索了新的途径.青霉菌G 21菌丝和再生菌丝对酸性染料废水处理1—3h ,色度去除率可达55.7—75.9%,废水中大部分不易生物降解的染料大分子被菌丝吸附去除,并在与细菌的共培养中被脱色降解,实现了微生物对复杂有机污染物的生物降解.参考文献:[1]　S wamy J ,et al .The evaluation of white rot fungi in the decoloration of textile dyes[J ].Enzyme and M icro T ech ,1999,24:130—137[2]　W ang Y X ,et al .Ads orption and degradation of synthetic dyes on the mycelium of T rametes versicolor[J ].W at sci T ech ,1998,38(4):233—238[3]　李蒙英等.青霉菌(Penicillium sp.)对三种活性染料的吸附和降解[J ].中国环境科学,2001,21(5):447—451[4]　张纪忠,编.微生物分类学[M].上海:复旦大学出版社,1990.364[5]　电力科学研究院.火力发电厂水汽实验方法[M].北京.中国工业出版社,1984.167—171[6]　S wamy J ,et al .E ffects of glucose and NH +4concentrations on sequential dye decoloration by Trametes versicolor [J ].Enzyme and M icro T ech ,1999,25:278—284[7]　M eyser P ,et al .Ligninolytic enzyme system of Phanerochaete chrysosporium :Syntheszed in the absence of lingnin in response to ni 2trogen starvation[J ].J bacteriol ,1978,135(3):790—797[8]　Farrel R L ,et al .Physical and peroxidase is oenzymes from Phanerochaete chrys osporium[J ].Enzyme and M icro T ech ,1989,11:322—328[9]　李慧蓉,等.黄孢原毛平革菌细胞固定化技术的比较研究[J ].环境科学研究,2001,14(1):41—443876期李蒙英等:真菌和细菌对染料的吸附脱色及再生能力的研究。

黄孢原毛平革菌产锰酶及其对酸性蓝45的脱色研究的开题报告

黄孢原毛平革菌产锰酶及其对酸性蓝45的脱色研究
的开题报告
1. 研究背景
酸性蓝45是一种常见的有机染料，在工业生产过程中被广泛使用。

然而，它的排放对环境及生物造成了极大的危害。

因此，寻找一种高效的脱色剂具有重要的环保和经济意义。

近年来，发现了许多能产生锰过氧化物酶的真菌，这种酶可以有效降解许多有机污染物，包括染料。

黄孢原毛平革菌是一种能产生锰过氧化物酶的菌株，因此具有潜力作为酸性蓝45的脱色剂。

2. 研究目的
本研究旨在探讨黄孢原毛平革菌产锰酶的能力，并研究其对酸性蓝45的脱色能力。

通过研究锰酶的产生和酸性蓝45的脱色过程，为进一步探究生物降解有机污染物提供理论依据。

3. 研究内容
（1）黄孢原毛平革菌的菌株筛选和鉴定。

（2）黄孢原毛平革菌的培养条件优化，以提高其产酶能力。

（3）黄孢原毛平革菌的锰过氧化物酶产生能力的测定。

（4）黄孢原毛平革菌的有机染料酸性蓝45脱色实验，以评估其脱色能力。

（5）对实验结果进行分析和总结。

4. 研究意义
本研究通过探讨黄孢原毛平革菌的产酶能力和有机染料酸性蓝45的脱色能力，为开发新型高效生物脱色剂提供了理论和实验基础。

此外，
该研究还对生物降解有机污染物提供了新的思路和方法，对环保事业具有积极意义。

染料微生物降解的方法研究进展

染料微生物降解的方法研究进展
卢婧;余志晟;张洪勋
【期刊名称】《工业水处理》
【年(卷),期】2014(034)001
【摘要】染料广泛应用于纺织印染、造纸印刷等行业,其产生的废水严重污染了环境.近年来,利用微生物对染料进行脱色降解的研究报道很多,包括细菌、真菌、藻类等.主要论述了染料微生物降解研究的一系列方法,包括染料降解微生物的获取方法、染料微生物降解机理和代谢途径研究方法和酶学研究方法,为以后运用微生物对染
料废水进行脱色处理和降解研究提供参考和依据.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】卢婧;余志晟;张洪勋
【作者单位】中国科学院研究生院资源与环境学院,北京100049;中国科学院研究
生院资源与环境学院,北京100049;中国科学院研究生院资源与环境学院,北京100049
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
【相关文献】
1.微生物降解偶氮染料的研究进展 [J], 卢婧;余志晟;张洪勋
2.偶氮染料微生物降解的研究进展 [J], 刘金齐;刘厚田
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5.激活剂促进微生物降解偶氮、蒽醌和三苯甲烷类染料研究进展 [J], 王怡琴;谢学辉;郑秀林;张庆云;许可欣;柳建设
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真菌漆酶对蒽醌和偶氮类活性染料的脱色

Ｖ１ｏ．５Ｎｏ３．
Ｍｒ００ａ２】．
中国科技论文在线
ＳｉｎｅａｅｌｅｃｃｐｐｒｉｅＯｎｎ
第５第３卷期
２１００年３月
真菌漆酶对蒽醌和偶氮类活性染料的脱色
朱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ林，洪宇植，方泽民，刘娟娟，肖亚中
（安徽大学生命科学学院生物工程研究中心，合肥２０３）３０９
ｄｃｌｒｅｔｅｒａｔｅｄｅｄｎａｔｎｔｘｉｓｅｗａｅｅｏｏｉｃｉｙｓｒｕｄｎｔｌｗａｔｔｎｚｈｅｖｅｉｅｅ
摘要：采用酶学技术脱色／脱毒纺织染料是环境生物技术领域研究的热点。以真菌５１３９漆酶粗酶液对２种蒽醌类和
３种偶氮类纺织活性染料进行脱色，实验研究了温度、ｐＨ、染料浓度、给酶量和介体对脱色效率的影响。在ｐ．Ｈ４、５
给酶量１／、４０ＵＬ５℃条件下，无介体存在时，漆酶对蒽醌类染料活性艳蓝ＸＢ￣Ｋ— 的脱色率均超过８－Ｒ，ＧＲＶＯ％，而对
ｄｃｌｚｔｎｗｒｔｔ．ｖｒｉｔｐｒｎｏｔａｕｏｅｙｓＲａｔｅｒｌｔｌ —ＲａｄＧ）ｆ．ｇＬｅｏｏａｏｅｓｄＯｅｇｙｅｃｔｆｎｒｉｎｅ（ｅｃｖｉａｕＸＢＲｏ４门ｉｆｉｅｅｅｅｈｅａｈｑｎｄｉＢｌＢｅｉｎｎＫ— Ｏ
ｗａｅａｉｅｙｌＷｔｏｔｍｅａｏ．ｗｅｅ，ｎａｄｔｎｏｅｍｅｉｔｒｏ－ｙｒｘｂｎｏｆａｏｅｏｔｙ．ｙｉｇｔｓｒｌｔｌｖＯｗｉｕｄｉｔｒＨｏｖｒａｄｉｉｆｔｄａｏｆ１ｈｄｏｙｅｚｌｚｌｒｍｅ１ｒｎａｅｈｓｏｈｉｈｓｅｒａｌｍｐｏｅｅｏｏｚｔｏｅ０ｒｍａｋｂｙｉｒｖｄｔｅｄｃｌｆａｉｎｔｖｒ６％．１１ｅｕｔｕｇｓｅａｔｉｅｅｎｂｅｔｓｕｇｌｌｃａｅｔｈｉｏｏ１ｅｒｓｌｓｓｇｅｔｄｔｔｉｒｓａａｌｕｅｆｎａａｃｓｈｓｏｏ

真菌M2对染料脱色的研究

了不同脱色条件下Ｍ２对孔雀绿脱色效果．结果表明，２对染料的脱色过程是先吸附Ｍ
然后逐渐降解．在添加０１％吐温一０导荆时，．５８诱培养４，ｄ该茵脱色率由无诱导剂时
的７％提高到９％．６６在保证良好的降解效果的前提下，２能耐受６的盐度．Ｍ％而辅助
作者简介：张丽芳（９５）女，１７一，辽宁东港人，讲师，博士研究生
实验用真菌菌株是从土壤中反复分离、纯化
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・
８４・
沈阳理工大学学报
２０年０６
获得并保存在ＰＡ培养基上，Ｄ然后将真菌分别点种于含甲基橙、刚果红、中性红、孔雀绿染料筛选培养基上，ｄ７后观察菌落周围脱色圈的大小＋真菌产木质素酶特性的检测参见文献［］５．
维普资讯
２６月年ｌ００２
第２５卷第６期
沈阳理工大学学报
ＨＥＯＮＧＵＶＥＩＮＩＲＳＴＹＴＡＮＳＴＯＮＳ０ＦＳＮＹＡＮＧＵＧＲＡＣＩ
Ｖ０１．２５Ｎ０．６Ｄｅ．２００６ｃ
Ｓ４．ｇＬ，ａ１ｌ／，ｅＯ．ｇＬ酒石酸铵Ｏ５／ＮＣｇＬＦＳ４１／，００
０２／，．ｇＬ染料５ｍ／，０ｇＬ葡萄糖５ｇＬ／．
收稿日期：０６—０２０３—１４－
１３高效脱色菌的筛选分离．
吸附、离子交换、超滤、渗析、化学氧化、光氧化、电主要药品：葡萄糖、酒石酸铵、ｇＯ７、ＭＳ・Ｈ０解、萃取法等．Ｊ然而，这些方法去除各种染料适ＫＯ、ＰＨＰＫＨＯ等均为分析纯．试验中使用的染

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第32卷第4期2009年12月辽宁师范大学学报(自然科学版)Jour nal of L iao ning N ormal U niver sity (N atural Science Edit ion)Vo l.32 No.4Dec. 2009文章编号:1000 1735(2009)04 0480 04真菌在染料脱色中的应用及其酶学研究进展靳奇峰1, 时胜男1, 焦庆祝1, 曲媛媛2, 周集体2, 苟敏2(1.辽宁师范大学化学化工学院,辽宁大连 116029;2.大连理工大学环境与生命学院,辽宁大连 116024)收稿日期:2009 07 03基金项目:国家自然科学基金项目(50608011)作者简介:靳奇峰(1976 ),男,吉林省吉林市人,辽宁师范大学讲师,博士.摘要:染料已成为世界严重污染问题的主要原因.尤其是排放到环境中的有色污水,不仅因为其有色度污染,还在于废水中的染料及其分解产物不但有毒还会使机体产生变异,对人类的生存环境造成巨大的威胁.真菌被誉为是降解染料最有效的微生物资源.近年来,许多学者对真菌及其酶系(主要是木质素降解酶系)脱色染料废水进行了广泛的研究.对真菌在染料脱色中的应用及其酶学的最新研究进展如生物反应器进行归纳,并总结各种影响因素如pH 值、温度、重金属等对脱色效率的影响.关键词:真菌;木质素降解酶系;染料;脱色中图分类号:Q933 文献标识码:A随着印染工业的迅速发展,染料废水已成为当前最主要的水体污染源之一[1 2].废水中含有多种具有生物毒性的有机物,而废水中残存的染料组分,即使浓度较低,排入水体也会降低水体透光率,破坏水体生态系统.染料废水处理技术多种多样,主要有物理法、化学法、物理化学法以及生物法等.生物法是目前应用最广泛的废水处理技术,具有运行费用低、安全、无二次污染、对环境友好型等优点.迄今,发现多种脱色染料的微生物资源,主要有真菌、细菌和藻类3种.经研究发现,真菌(主要是白腐真菌)能在好氧条件下降解多种难降解有机物,特别是对近年来日益增加的人工合成染料,具有独特的脱色能力,因此,在环境保护领域显示出了卓越的应用前景.1 染料脱色真菌资源近年来,真菌在染料脱色中的应用受到极大关注,目前已报道的脱色真菌多达几十种.白腐真菌是目前研究最多、染料脱色过程中最有效的真菌资源.1980年,Eaton 等首次报道白腐真菌(P haner o chaett chr y sosp or ium )对含木质素的纸浆和造纸废水的生物脱色[3],从此展开了真菌对染料生物脱色的研究.各种白腐真菌如黄孢原毛平革菌(P haner ochaete chr y sosp or ium )、特罗格粗毛盖菌(Funaliatr o gii )、采绒革盖菌(Tr ametes ver sicolor )、烟管菌(Bj er kander a sp.)、杂色云芝(Cor iolus ver sicolor )、朱红密孔菌(Py cnop oror us cinnabar inus )等均被报道具有脱色能力[3].白腐真菌对染料的高效脱色特性,使其成为环境工程研究的热点之一.2 脱色酶资源及其分子生物学研究进展近年来,许多研究表明,真菌降解染料主要是由于其具有非特异性和非选择性的胞外酶系.白腐真菌产生的木质素降解酶系为非底物专一性酶,分泌到细胞外对多种有机物和染料具有广谱的氧化降解作用.木质素降解酶系主要由漆酶(Laccase)、锰过氧化物酶(M ang anese dependent Perox idase,M np)、木素过氧化物酶(Lignin Perox idase,Lip)组成.2.1 漆酶漆酶是广泛分布于自然界的1种含铜的多酚氧化酶.漆酶可催化大量酚类化合物和芳香胺等难降解物质,而且在还原介质的存在下,可进一步的扩大漆酶的底物范围.漆酶催化底物机制表现在底物自由基的形成和漆酶分子中4个铜离子的相互协同作用,漆酶活性位点催化氧化机制如图1所示.第4期靳奇峰等: 真菌在染料脱色中的应用及其酶学研究进展481图1 漆酶活性位点催化氧化机制2.2 锰过氧化物酶1985年首次从黄孢原毛平革菌(P.chr y sosp rium)中发现MnP.大多数白腐真菌中存在M nP,其是一种糖蛋白,由1个红血素基和1个Mn2+构成它的活性中心.M nP的活性部位是由近侧的组氨酸配位基(H is)(通过氢键与1个AsP结合)与远侧的过氧化物酶结合小区(包括催化性H is和Arg)组成,其结构由5个二硫键和2个M n2+维持.M nP的催化就依赖其活性中心的Mn2+,M n2+在催化氧化中作为必需的电子供给者,使缺1个电子的酶中间体恢复到原来状态,产生M n3+.图2所示为MnP的催化循环反应.2.3 木素过氧化物酶1983年,首次发现P.chry sosp orium de可以产生木质素过氧化物酶(LiP).木质素过氧化物酶是以血红素为辅基(含铁原叶琳Ix)的糖蛋白,催化反应需要H2O2参与.不但可以氧化木素和木素模型物,还可以氧化酚类或非酚类的芳香族化合物,具有较广底物应用范围.其催化过程如图3所示.附表染料脱色的真菌种类及相应酶资源汇总表真菌染料酶参考文献F.tr ogii A T CC200800A cid black52L ac、M nP[1]P.chry s os p or ium K CCM60256Reactiv e blue49L ac、M nP[1]A.ochr aceus Reactiv e blue25L ac[4]B j er kander a adus ta Reactiv e O rang e96M nP[5]Dichomitus s qualens Congo Red L ac、M nP[6]P haner ochaete sor d ida Reactiv e Blue38M nP[7]P leur otus ery ngii Reactiv e Violet5L ip、M nP[8]Stereum hir sutum Po ly R 478L ac、M nP[7]A sp er gil lus ochr aceus N CIM 1146Reactiv e blue 25L ac、L iP[8]P oly p or us ciliatus Po ly R 478L ac、M nP[7]2.4 酶资源分子生物学研究进展随着分子生物学技术的发展,已经从一些真菌中克隆编码木质素降解酶系基因并进行了性质分析.研究木质素降解酶系编码基因及木质素降解酶系基因的表达调控机制,有助于阐明在发育过程中所起的作用,尤其是木质素降解酶系具有潜在的应用价值.有研究人员报道担子菌T.versicolor含有3个漆酶基因lcc3、lcc4和lcc5,其内含子数和每个内含子的大小范围分别为12个和52bp 61bp、10个和5l bp 60bp、11个和52bp 77bp.目前,有20种漆酶的基因得到克隆,一些基因在不同受体菌中得到表达.目前,已基本明确木素过氧化物酶的基因组成,其家族由至少10个结构紧密关联的基因编码,它们分别被命名为lipA lipJ,定位于4个连锁群,每个基因还有不同形式的等位基因.锰过氧化物酶存在482辽宁师范大学学报(自然科学版)第32卷3个同工酶基因mnp1,m np2,mnp3,其中mnp1编码H4蛋白,mnp3编码H3蛋白,m np2的编码蛋白尚不清楚.3 真菌脱色染料过程的影响因素3.1 pH的影响酶的活性与溶液的pH值密切相关,pH的变化不仅能够影响酶的活性,而且对染料结构,溶解性和带电性质都有影响,从而影响酶对染料的脱色效果.每一种酶都有一个特定的最适pH,木质素降解酶系通常在pH较低条件下具有较高活性.Parshetti等报道在pH3~9的范围内,利用A.ochr aceus对染料Reactive blue 25进行脱色,pH为5时,4h内完全吸附,7d完全脱色;然而在pH为3时,24h内完全吸附;在pH为7、9时,7d内没有达到完全吸附;pH为3、7、9时,7d的脱色率分别为87%、81%和70%[7].由本实验室分离得到的P enicillium sp.QQ(青霉菌QQ)具有较宽的pH适应性,当pH值从3增加到9时,P enicillium sp.QQ对活性深蓝K R的脱色效率较高且脱色效果变化不明显.但是大多数真菌在酸性条件下表现出最佳脱色,并不适合实际废水的处理.因此,实际废水的处理过程中,需采用适应宽范围pH的真菌.3.2 温度的影响温度主要通过影响生物大分子(如木质素降解酶系)的活性来影响真菌染料脱色过程.一方面,随着温度的升高,与一般的化学催化反应一样,可以加快酶反应速度;另一方面,随着温度的不断增高,可以使酶变性,导致酶的催化能力下降.Parshetti等报道在不同温度下,利用A sp er gillus ochr aceus NCIM 1146对Reactive blue 25进行脱色,结果发现在30 下脱色率最高[7].据报道真菌的最佳脱色温度一般在30~40 .3.3 重金属和离子强度的影响在实际染料废水中,不仅包括染料,有些废水中还存在一定浓度的酸、碱、盐或金属离子,如N a+、Mn2+、Zn2+、Cd2+、Gu2+和Ni2+等影响染料的吸附和降解.M aury a等报道可能由于Na+与阳离子染料竞争相同吸附位点,当离子强度由0.00001mo l/L增至0.1mo l/L时,P hellinus igniar ius对Rhoda m ine吸附能力下降7%[9].不同金属离子对真菌脱色的抑制作用不同,通常情况下镉、汞、铅离子的抑制作用主要是由于它们与蛋白质的相互作用,铬、镍、铂离子主要通过其与DNA的相互作用,抑制真菌活性,进而抑制脱色.4 真菌脱色染料在反应器中的应用进展20世纪80年代初,出现真菌生物反应器,主要是为了利用真菌的降解能力,同时也为开发这一生物资源提供了有效的手段.目前,主要有生物转盘反应器、气升式生物反应器、搅拌釜生物反应器、鼓泡塔反应器、滴流床生物反应器、转管生物反应器、填充床生物反应器、空心纤维反应器、酶膜反应器、固定床生物反应器、两相生物反应器、连续生物膜反应器等.2006年,Tavcar等[10]将cteus固定在PUF上,分别在小规模、大规模滴流床生物反应器和生物转盘反应器中脱色Reactiv e Orang e16,并得出小规模流床生物反应器脱色效果最好,脱色率达90%以上.2008年,Diorio等[11]利用C.ver sicolor在两相生物反应器中对M alachite Green进行脱色,在5个循环处理后,染料脱色率达到82%.2009年, Enayatzamir等[12]在固定床生物反应器中,将T.p ubescens固定在不锈钢海绵上脱色Reaciv e Black5,漆酶产量高达1025U/L,且脱色率较高.近年来,对真菌生物反应器的报道很多,大多只限于在实验室范围内,大规模的应用少见报道.主要由于在实际废水处理中缺乏适当的反应器系统,其不但具有适合真菌脱色耗时的特点,并且可在酶和培养基不断流失和真菌过度生长的条件下,维持较好的脱色效果.因此,需要对真菌生物反应器进行更深入、更系统地实验研究,了解各种真菌生物反应器的动力学参数,使其设计日趋完善.5 结束语真菌作为一种新型微生物资源在染料处理中发挥着重要的作用,具有潜在而广阔的应用前景.但是第4期靳奇峰等: 真菌在染料脱色中的应用及其酶学研究进展483真菌的脱色能力受多种因素的制约,如pH值、温度、金属离子等,且实际染料废水的成分复杂,上述条件可能发生变化.如果可以通过对真菌生长、产酶、吸附、脱色、降解染料最佳环境条件等方面的研究和真菌生物反应器工艺的设计,有望在水质水量变化频繁的染料废水处理中使真菌成为一类特效微生物处理制剂,为疑难水处理问题寻求解决方案.参考文献:[1] CH ULH W AN 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aterials,2009,164:296 300.Research advances in fungal enzymes and their application to dyedecolorizationJIN Qi f eng1, SHI Sheng nan1, JIAO Qing zhu1, QU Y uan yuan2, ZHOUJ i ti2, GOU Min2(1.School of C hemistry and Chem ical E ngineering,Liaoning Normal U niver sity,Dalian116029,Chin a;2.S chool of Environmental and Biological S cien ce and T echnology,Dalian U nivers ity of T echnology,Dalian116024,China) Abstract:Recently,dyes hav e been one of the most important pollution sour ces in the w ater body, w hich pose a threat to the enviro nm ental safety.By far,fungi is co nsidered as the m ost efficient m i croo rganism for dyes deg radation.In recent year s,there are amount of researches on fungal decolo ri zation o f dye w astew ater.T his paper focuses on the decolo rizatio n of dy e w astew ater by fung i and summeries on fung al deco lorization o f dye w astew aters of various param eters such as pH,temperature and metalio ns o n the remo val efficiency.Key words:fung al;Lignin deg rading enzym es;dyes;decolorization。