【摘 要】
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漆酶是一种绿色生物催化剂,能够催化木质素、酚类、胺类等芳香族化合物或其他部分非酚化合物的氧化降解,最终将分子氧还原成水而不产生其他副产物。由于对底物的广泛适用性和催化过程的无毒害性,漆酶被广泛用于木质纤维素的预处理、食品加工、有机合成、环境有毒难降解物的治理等诸多领域。本研究对一株变色栓菌Trametes versicolor LS-10C（简称LS-10C）产漆酶液态发酵条件进行了优化,并对不同
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漆酶是一种绿色生物催化剂,能够催化木质素、酚类、胺类等芳香族化合物或其他部分非酚化合物的氧化降解,最终将分子氧还原成水而不产生其他副产物。由于对底物的广泛适用性和催化过程的无毒害性,漆酶被广泛用于木质纤维素的预处理、食品加工、有机合成、环境有毒难降解物的治理等诸多领域。本研究对一株变色栓菌Trametes versicolor LS-10C（简称LS-10C）产漆酶液态发酵条件进行了优化,并对不同诱导因素作用下LS-10C的基因差异表达进行了转录组分析。同时,本研究初步探索了LS-10C漆酶在有机磷农药降解、柚子皮果胶提取以及合成染料脱色等方面应用效果。具体如下:（1）以农业副产物麸皮作为发酵基质对栓菌LS-10C产漆酶摇瓶发酵条件进行了优化,获得最佳发酵条件为:将种子置于30℃,200 r/min摇床中培养48 h后,按8%接种量将种子液接种至初始p H为5的发酵培养基中培养,漆酶活力在第8 d达到最大值为30.9 U/m L;当补充碳源（葡萄糖）后漆酶活力提高至56.77 U/m L。（2）以农业废弃物柚子皮作为发酵基质对栓菌LS-10C产漆酶进行液态摇瓶发酵,漆酶产量在第8 d达到了最大值为72 U/m L,与麸皮汁作为发酵基质相比（30 U/m L）,酶活单位显著上升。（3）分别以豆渣、麸皮、柚子皮和Cu SO4为诱导基质培养栓菌LS-10C并对各培养条件下栓菌的转录组进行分析,与对照相（只含10%葡萄培养）比,四种诱导因素中与漆酶相关的差异表达基因如下:豆渣组中,海藻糖磷酸化酶基因显著上调,O-乙酰高丝氨酸氨基羧丙基转移酶基因显著下调;麸皮组中,角鲨烯合酶、NAD-P结合蛋白和α-1,2-甘露糖基转移酶活性基因显著上调,而β-内酰胺酶抑制蛋白类基因显著下调;柚子皮组中,辅助活性家族9号蛋白和糖苷水解酶基因显著上调,细胞色素P450基因显著下调;Cu SO4组中,NAD-P结合蛋白和糖苷水解酶家族20蛋白基因显著上调。（4）在摇瓶发酵的基础上以麸皮汁为发酵基质,研究了10 L发酵罐控制工艺对栓菌LS-10C漆酶发酵产量的影响:在间歇补料方式下,栓菌LS-10C发酵至还原糖基本耗尽时（约60 h）开始流加葡萄糖（40%）将总糖控制在5 g/L左右,漆酶单位酶活在第8 d达到了最大值（139.63 U/m L）,与分批发酵相比酶活提高了83.72%。按照10L发酵罐最佳调控策略,研究5 L发酵罐中以柚子皮作为发酵基质对栓菌LS-10C漆酶发酵产量的影响,漆酶单位酶活在第8 d达到了最大值为150 U/m L与麸皮汁作为发酵基质（139.63 U/m L）相比酶活提高了7.4%。（5）通过漆酶预处理显著提高了柚子皮果胶的提取率（22.53%）,比单独酸解浸提果胶得率（16.7%）高35%。为降低能耗并缩短酸解时间,进一步采用双酶法预处理（漆酶+纤维素酶）和超声波辅助酸解工艺后,得到果胶的提取率为22.5%,比单一酸解处理工艺所得果胶得率（11.5%）高95.6%。（6）研究了栓菌LS-10C漆酶在有机磷农药毒死蜱降解中的应用,结果表明:在3 d的降解时间内,漆酶对毒死蜱的降解率达到31%,采用漆酶/香兰素介体系统可使毒死蜱的降解率在24 h内达到77.4%。（7）在合成染料的降解脱色应用中,漆酶在2.5 h内对台盼蓝、酸性绿50和酸性红6b等3种染料的脱色率分别达到67%、83%和84%,而对亚甲基蓝的脱色率仅为10%;采用漆酶/ABTS介体系统可显著提高染料的脱色效率:酸性红6b的脱色率在5 min内可达到84.5%,台盼蓝和酸性绿50的脱色率在25 min内可分别达到86.5%和86%。此外,通过采用漆酶/ABTS系统,反应至36 h时亚甲基蓝脱色率提高至52%。
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