聚乙烯醇生物降解的研究进展

自然 界 中分 布 较少 ， 通 常 研究 者 都 是 在 被 Ｐ Ｖ Ａ污
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７—０ １ —１ Ｏ
作者简介 ： 雷德松（ １ ９ ７ ９一） ， 男， 高级 工程 师， 现就 职于四Ｊ 维尼纶厂研究院 ， 从 事聚乙烯醇新品开发 工作 。
《 维纶通讯》
以及许多微生 物都能在以 Ｐ Ｖ Ａ为唯一碳 源 的培 养基上生长的事实 ， 使人们有理 由推测 Ｐ Ｖ Ａ可以
进行 完 全 的生 物降解 ， 然而现实的情况却是 Ｐ Ｖ Ａ在
自然条件下较难降解或降解所需时间较长。据统
计， 我 国每年仅纺织浆料耗用的 Ｐ Ｖ Ａ量就在 ２ ５ 万 吨 以上 ， 每年 产 生 的退 浆 废 水 达 ２ ５ ０ ０多 万 吨 ， 对 环 境造成 巨大 的压 力。因此 ， 实现 Ｐ Ｖ Ａ 的生物 降
题， 并指 出未来 研究 的方向。
［ 关键 词］ 聚乙烯醇
聚 乙烯 醇 （ Ｐ Ｖ Ａ） 是一 种为数 不 多 的人 工 合 成 的水 溶 性 高分 子 化合 物 ， 在 纺织 、 造 纸 等行 业 中应 用 十分 广泛 。Ｐ Ｖ Ａ的多羟 基结 构 、 极 好 的 吸水 性 、
染 的环境 中 发 现 并 提 取 出 能 够 降 解 Ｐ Ｖ Ａ 的微 生 物 。因此 在 对 微 生 物 进 行 筛 选 的 过 程 中 ， 要 以 Ｐ Ｖ Ａ为筛选 培 养基 的 唯 一碳 源 ， 这 样 才 可 以在 一
能够降解 Ｐ Ｖ Ａ的共 生 菌 ， 李 朝 等人 筛选 出 了有一 定 降解 Ｐ Ｖ Ａ能 力 的红球 菌 。 目前 为止 所 发 现 的 降 解 Ｐ Ｖ Ａ 的菌 类 大 多 为
十 分有 必 要 的 。在 退 浆 工 段 实 现 对 Ｐ Ｖ Ａ 的 生 物
降解有两大好处 ， 一是减少 了 Ｐ Ｖ Ａ废水 的排放 ， 减少 了污染 ； 另一个是避免 了在退浆过程 中高温 以及 氧化 所 造成 的棉 纤维损 伤 。
研究 ， 发 现在 可 能 编码 该 酶 的基 因 序 列 中有 能 与
降解能力受 Ｐ Ｖ Ａ聚合 度的影响不大 ， 但与醇解度 的关系密切。相同聚合度 的 Ｐ Ｖ Ａ， 该混合体 系对 高 醇解 度 的 Ｐ Ｖ Ａ进 行 降解 时 有 一 个 明 显 的延 滞
期。
２ Ｐ Ｖ Ａ 降解 酶
２ ０ １ ７年第 ３ ７卷 第 ２期
雷德松． 聚乙烯 醇生物降Fra Baidu bibliotek的研究进展
聚 乙烯 醇 生 物 降解 的研 究 进 展
雷德 松
（ 中国石化集团四川维尼纶厂研 究院， 重庆长寿 ４ ０ １ ２ ５ ４ ）
［ 摘 要］ ．综述了近年聚 乙烯醇 生物 降解 的研究 进展 ， 讨论 了聚 乙烯醇 的生 物降 解研 究 中所 遇到 的问 生物降解 进展
才 能够 实 现 对 Ｐ Ｖ Ａ 的 降解 。还 有 的菌 株 需 要 添
高降解的效率 ， 实现对 Ｐ Ｖ Ａ这种高聚物 的彻底降 解 。他 们从 造纸 厂污 水处 理 产 生 的污 泥 中培养 出 个混 合细 菌体 系 ， 将 其 驯化 后研究 其 对 Ｐ Ｖ Ａ降
一
加如酪氨酸 、 亮氨酸等添加物才可以降解 Ｐ Ｖ Ａ 。 相关 的研 究表 明 ， 能够 降解 Ｐ Ｖ Ａ 的微 生 物 在
２ ０ １ ７年 ０ ６月
解的特性。经研究表 明 ， 该细菌混合体 ， 对 Ｐ Ｖ Ａ
化 仲醇 的脱 氢 反 应 ， 对 伯 醇 没 有 此 催 化 作 用 。研 究者 Ｓ ｈ ｉ ｍａ ｏ通 过 对 Ｐ Ｖ Ａ脱氢 酶进行研 究发现 ， Ｐ Ｖ Ａ脱 氢酶对 Ｐ Ｖ Ａ 的脱 氢 氧 化 反 应 过 程 中细 胞 色 素 Ｃ在不 断 地减 少 ， 对 该 酶 展 开基 因工 程进 行
的共 生 细 菌需 要 在提 供生物 因子 （ Ｐ Ｑ Ｑ） 的 情况 下
提取 Ｐ Ｖ Ａ降解酶。还有就是这些降解 Ｐ Ｖ Ａ的细
菌 的培养周 期都 较 长 ， 酶 的活性 较低 。 为 了增 强 细菌 的降解 效 果 ， 实现对 Ｐ Ｖ Ａ 的彻 底 降解 ， Ｃ ｈ ｉ ｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｉ 等学者认为要驯化混合菌群， 提
解， 将Ｐ Ｖ Ａ降解 应用 于 纺织 工 业 的退 浆 工 艺 中是
个胁迫环境 中筛选得 到降解 Ｐ Ｖ Ａ的微生 物。有 学者认 为 ， Ｐ Ｖ Ａ氧 化 酶 在 作 用 的过 程 中会 产 生 过 氧化氢 （ Ｈ ０ ） ， 而 这 一物 质 会 对微 生 物 有毒 害作 用， 因此导 致微 生 物数 量 减少 ， 仅 有少数 的微生 物 存活下来得到能够降解 Ｐ Ｖ Ａ的菌株。 在国内的研究 中， 王银 善等人 成功分离 出了
１ Ｐ Ｖ Ａ 的微 生物 降解
在Ｐ Ｖ Ａ的微生物降解研究 中， 最早 的一株 能
够 产 生 降解 Ｐ Ｖ Ａ酶的细菌是 １ ９ ７ ３年 得 到 的 ， 该 菌以Ｐ Ｖ Ａ 为惟 一 碳源 。在 之后 的研 究 中 ， 有更 多 的研究 者 不 断 地 发 现 可 以降 解 Ｐ Ｖ Ａ 的 菌 株 。其 中Ｓ ａ ｋ ａ ｚ ａ ｗ ａ等 研 究 者 所 培 养 出 的 能 够 降 解 Ｐ Ｖ Ａ
在对 Ｐ Ｖ Ａ进 行 生物 降 解 的实 际应用 中 ， 酶 制
剂往 往 比微 生 物 制 剂 更 加便 于 工业 上 使 用 ， 其 效
细 胞色 素 Ｃ进行 结合 的位 点 ， 由此 可 以推 断 Ｐ Ｖ Ａ 的降解 与呼 吸传递链 有一 定 的关 联 。 国内外 的研 究 学 者 对 Ｐ Ｖ Ａ 降 解 酶 的分 离 纯 化 已经 展开 了多年 的研 究 ， 但是 由于 Ｐ Ｖ Ａ 的降解 涉 及 到一个 酶 系 ， 其 中 有 不 同的 酶 协 同作 用 才 能
细菌， 且多 为假单胞菌 ， 除少数菌种外 ， 大多数 的 菌种不能单独彻底降解初始培养基中的 Ｐ Ｖ Ａ ， 降 解不彻底又会导致后续的 Ｐ Ｖ Ａ降解酶提取较难， 因为在 提取 Ｐ Ｖ Ａ降 解 酶 的时 候 Ｐ Ｖ Ａ会 与 蛋 白发
生反应 生成 一 种 乳 白 色 的凝 胶 状 物 质 ， 从 而无 法