嗜热艾登短芽孢杆菌对聚乙烯醇的降解性能及机制

【目的】探究嗜热菌高效降解聚乙烯醇(PVA)的作用机制,为提升PVA污染治理效率提供理论基础。【方法】采用凝胶渗透色谱、UV光谱和红外光谱研究嗜热菌(Brevibacillus aydinogluensis FAFU 038)对PVA的降解性能,并对降解过程中PVA降解酶进行鉴定分析,建立酶反应动力学方程。【结果】在初始PVA浓度为1.00 g/L的体系中,48 h内嗜热菌FAFU 038对PVA的降解率可达到78%,120 h后稳定在80%,且对于低浓度和低聚合度的PVA降解效率更高。菌株FAFU 038可以降低PVA的分子质量,断裂分子链,可能产生酮类或醛类等小分子物质。降解的主要原因可能是由于嗜热菌胞内及胞外分泌的脱氢酶和氧化酶,其中胞外酶活占比45.02%。酶动力学方程表明:PVA浓度接近4.00 g/L时,该PVA降解酶可达到最大反应速率(V=7.18 U/min),米氏常数为3.47×10^(-3) mol/L。【结论】嗜热艾登短芽孢杆菌FAFU 038能够高效降解PVA,脱氢酶和氧化酶是促进PVA降解的主要活性酶。