固定化假单胞菌脂肪酶催化(R,S)-3-羟基丁酸乙酯转酯化拆分

设计制备出比表面积290.6 m2/g、平均孔径和孔体积16.5 nm和1.66 cm3的功能化介孔载体G-NH2-MCF,G-NH2-MCF共价结合假单胞菌脂肪酶(Pseudomonas sp Lipase,PSL),获得了固定化酶PSL/G-NH2-MCF。在甲苯溶剂中,乙酸乙烯酯作酰化剂,固定化酶PSL/G-NH2-MCF催化(R,S)-3-羟基丁酸乙酯的转酯化拆分反应,转化率为15.6%,(S)-3-羟基丁酸乙酯的对映体过量值(eeS)为17.8%,(R)-3-乙酸基丁酸乙酯对映体过量值(eeP)为96.2%,对映选择性参数E为61;而在相同条件下,使用游离酶PSL催化拆分反应,转化率、eeS、eeP和E值分别为2.16%,1.95%,88.2%和16,PSL经G-NH2-MCF固定化后催化性能得到明显提高。同时研究了固定化酶PSL/GNH2-MCF催化(R,S)-3-羟基丁酸乙酯转酯拆分的反应条件对转化率和对映选择性的影响规律。

荧光假单胞菌脂肪酶(PFL)的固定化及催化合成乙酸肉桂酯

为提高酶促合成食品添加剂乙酸肉桂酯的效果,选用荧光假单胞脂肪酶(PFL)为生物催化剂,肉桂醇为底物,乙酸乙烯酯为酰化试剂和溶剂,研究了PFL在反应器内壁上的固定化、及其催化转酯反应合成乙酸肉桂酯的动力学。结果表明,相对于塑料(PMMA和PET),在玻璃壁上的固定化PFL,吸附牢固,活性高。酶的固定化中,水可以明显优化PFL,但是不能稳定PFL;如果添加亲水性大分子羧甲基纤维素(CMC),则可以更好地稳定PFL。催化转酯18h,在玻璃壁上的CMC-固定化PFL可转化底物99%,再次使用时仍可转化83%的底物;而水-固定化PFL可转化底物98%,但再次使用时仅转化底物76%;酶粉转化底物86%,再次使用时转化底物62%。可见,在玻璃载体上的CMC-固定化PFL可更有效地催化合成乙酸肉桂酯。

PDA／SiO2大孔复合材料固定化荧光假单胞菌脂肪酶

以具有三维骨架结构的大孔聚合物为模板制备SiO2大孔材料，通过多巴胺在SiO2大孔材料孔道表面的原位聚合制得聚多巴胺表面功能化修饰的二氧化硅大孔材料（PDA/SiO2）。应用SEM、EDX、MIP、BET、TG—DTA和FTIR等技术对修饰前后的材料进行表征。以PDA／SiO2为载体固定荧光假单胞菌脂肪酶（PFL）．优化固定化条件并对比游离脂肪酶和固定化脂肪酶的性质。结果表明SiO2大孔材料具有三维连续贯通的孔道结构，孔径分布在300～500nm，聚多巴胺修饰后形成聚多巴胺／二氧化硅复合纳米薄膜构筑的大孔材料。在固定化时间为14h、pH值为8、初始脂肪酶浓度为0．4mg·mL-1时，固定化效果最佳，酶活回收率达246％。与游离脂肪酶相比，固定化脂肪酶有更宽的温度和pH适用范围、热稳定性显著提高，并展现出良好的储存稳定性和操作稳定性。固定化脂肪酶的Km低于游离脂肪酶的，酶与底物的亲和性较好。

荧光假单胞菌脂肪酶固定化及催化制备生物柴油的工艺研究

研究了不同因素对制备固定化荧光假单胞菌脂肪酶的影响及固定化酶的酶学性质,并初步探讨了利用该固定化酶制备生物柴油的工艺。以海藻酸钠明胶为复合载体,采用包埋法制备固定化荧光假单胞菌脂肪酶,考察了载酶量、颗粒直径等因子对固定化效果的影响,并用制备的固定化酶进行了酶促酯交换合成生物柴油的工艺研究,考察了反应条件如酶量、反应温度、甲醇流加方式、醇油比等因素对甲酯得率的影响。试验结果表明,制备固定化荧光假单胞菌脂肪酶的最优条件为:每克载体给酶量为300 IU,选用6号注射器针头(内径为0.5 mm);通过酯交换,催化大豆油合成生物柴油的最佳反应工艺参数为:固定化酶25%,醇油比4:1,含水量6%,反应温度40℃;此条件下反应35 h后,甲酯的最高得率可达82%。

铜绿假单胞菌S8脂肪酶酶学性质及固定化研究

以耐甲醇铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）S8为出发菌株,通过摇瓶发酵产脂肪酶,对发酵脂肪酶粗酶液进行酶学性质及固定化研究。结果表明：该脂肪酶反应的最适温度为35℃,最适p H值为7.0,在p H 6.0～8.0酶活较稳定。以硅藻土为载体,采用吸附法,对脂肪酶进行固定,脂肪酶的最佳固定化条件为：载体硅藻土与脂肪酶质量比为10,固定化温度为30℃,缓冲液p H值为7.5,固定化时间为2.5 h。

固定化荧光假单胞菌脂肪酶用于催化低酸值餐饮废油的酯交换反应

动植物油脂的酯交换反应是制备脂肪酸烷基酯的一个重要反应。其中,脂肪酸甲酯、乙酯为普通石化柴油的优质替代燃料。脂肪酶易于固定在海于连续生产生物柴油,试验研究了一株商业荧光假单胞菌(P.fluorescens ATCC 13525)固定化脂肪酶催化低酸值餐饮废油和甲醇合成生物柴油的最优工艺条件。通过对反应温度、pH值、醇油物质的量比、酶的用量,反应时间等重要参数的研究,得到最优工艺条件:当反应温度为40℃,pH 7.0,醇油物质的量比4∶1,酶用量为3.0 g,反应时间48 h,反应体系含水量为8%时,生物柴油的得率最高。所制备的产品经分析测试,完全可以替代普通石化柴油,而且对现有内燃机无需做任何改动。

静置的固定化荧光假单胞菌脂肪酶(PFL)生物反应器中催化合成乙酸香茅酯

为提高脂肪酶催化合成乙酸香茅酯的效率,优化催化条件,通过物理吸附,将脂肪酶Pseudomonas fluorescens lipase(PFL)固定在脱脂棉上,与柱形瓶或滴定管形成简易的生物反应器,并用于催化香茅醇与乙酸乙烯酯反应,合成乙酸香茅酯。结果发现,即使在静置条件下,在脱脂棉固定化PFL瓶型生物反应器中,在37℃催化反应24 h,香茅醇转化成乙酸香茅酯的转化率达96%以上。同样在静置条件下,在脱脂棉固定化PFL管式生物反应器中,在室温下催化反应4 h,香茅醇转化成乙酸香茅酯的转化率达68.5%。显然,制备的固定化酶反应器具有高效的催化作用。

褐煤协同球红假单胞菌固定SRB颗粒处理AMD中Fe^(2+)、Mn^(2+)试验研究

针对硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria,SRB)易受高浓度重金属、低pH抑制,以及需要投加碳源材料等问题,采用微生物固定化技术,以SRB、球红假单胞菌和褐煤作为主要固定基质,制备褐煤协同球红假单胞菌固定SRB颗粒(L-P-SRB),探究L-P-SRB对酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)中含Fe^(2+)、Mn^(2+)和SO_(4)^(2-)的去除效果。基于还原动力学及吸附动力学结合扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等手段,揭示L-P-SRB处理AMD的机理。同时,探究了低温处理L-P-SRB对AMD的修复效果,为低温条件下矿区处理AMD提供一定的依据。结果表明:L-PSRB对Fe^(2+)和Mn^(2+)的去除率分别为91%和79%,吸附Fe^(2+)和Mn^(2+)的过程均符合拟一级动力学;对SO_(4)^(2-)的去除率分别达到了91.28%和81.94%,还原SO_(4)^(2-)的过程符合一级动力学。与Fe^(2+)相比,Mn^(2+)对L-P-SRB活性有一定的抑制作用。L-P-SRB能将废水中的Fe^(2+)、Mn^(2+)和SO_(4)^(2-)一次性去除,很好的解决了褐煤只能单纯吸附重金属离子和SRB需要投加碳源的问题。低温冷藏处理不会抑制L-P-SRB的活性,为一次制备多次使用提供了依据。由SEM和FT-IR检测可得,L-P-SRB在处理废水的过程中,球红假单胞菌优先发挥作用,破坏褐煤的结构,部分官能团被破坏,褐煤中的C—C、C=O以及环烃、烷烃、烯烃的侧链断裂,产生大量小分子有机物,增大了颗粒的比表面积,提高了颗粒的吸附能力。同时褐煤为SRB还原SO_(4)^(2-)提供了载体和大量的碳源,促进了SRB的生长,提高了对AMD的处理效果。

类产碱假单胞菌耐热碱性脂肪酶的研究

从福建省福州市温泉澡堂污水浸润土壤中分离筛选到一株耐热碱性脂肪酶产生菌——类产碱假单胞菌(Pseudomonas pseudoalcaligenes)F331。产酶最适条件为:碳源小麦粉,氮源豆饼粉,起始培养pH9.4～9.5,培养温度24～26℃,培养周期32～34h。经硫酸铵盐析、Sepharose 4B和Sephadex G-200柱层析得到纯化的酶组分。该酶最适作用温度50℃,最适作用pH 10.0,60℃保温80min酶活基本不损失,在pH 7.0～10.0范围内酶蛋白稳定:Ca^(2+)和Mg^(2+)对酶有激活作用,Pb^(2+).Zn^(2+)、Fe^(2+)和Co^(2+)对酶活有抑制作用。该酶分子量45700。

竹炭固定化假单胞菌处理含酚废水的研究

以竹炭为载体,将假单胞菌固定在竹炭上,用竹炭固定化假单胞菌降解苯酚,研究竹炭固定化假单胞菌对苯酚的降解。考察了固定化微生物添加量、pH、重金属离子等对苯酚降解的影响以及进水浓度随反应时间的变化关系;研究了竹炭固定化假单胞菌降解苯酚的反应动力学。通过对比试验,分析了竹炭固定化微生物法相对于活性污泥法的优势。结果表明：竹炭固定化假单胞菌能有效地降解水样中苯酚。在pH5~8范围内、200mL水样中固定化假单胞菌添加量为20g时,竹炭固定化假单胞菌对苯酚的降解效率最高。各种重金属离子对竹炭固定化假单胞菌的生物活性均有抑制作用,抑制程度由高至低依次为：Ag^＋、Cu^2＋、Cd^2＋、Co^2＋、Cr^6＋、Mn^2＋、Zn^2＋。竹炭固定化假单胞菌降解低浓度苯酚达到浓度变化相对稳定态所需时间比降解高浓度苯酚短,对低浓度苯酚的降解效率、降解速率明显高于高浓度苯酚。苯酚的降解过程可分为两阶段,两阶段均符合一级反应动力学模式。竹炭固定化假单胞菌对苯酚的降解相对于活性污泥法,不需污泥回流,固液易于分离,污泥量少,对高浓度苯酚的降解率更高、处理量更大。

竹炭固定化紫外诱变假单胞菌处理间甲酚废水的研究

用紫外光对假单胞菌株进行诱变,以竹炭为载体,将紫外诱变假单胞菌固定在竹炭上,用竹炭固定化紫外诱变假单胞菌处理间甲酚水样。考察竹炭固定化紫外诱变假单胞菌投加量和水样pH值对间甲酚去除的影响以及进水浓度随反应时间的变化关系,研究竹炭固定化紫外诱变假单胞菌去除间甲酚的反应动力学。结果表明:相对于原菌株,菌株经紫外诱变后,生长周期缩短了6h。经紫外照射120s的假单胞菌可以在竹炭表面及内部孔隙形成明显菌胶团,诱变菌在竹炭上所成的生物量明显较未经诱变菌增加。竹炭固定化紫外诱变假单胞菌能有效地去除水样中间甲酚。竹炭固定化紫外诱变假单胞菌投加量和水样pH值影响到间甲酚的去除效果,pH值在4～6时,间甲酚的去除效果较好。20g竹炭固定化紫外诱变假单胞菌处理100mL初始浓度50,100,120,150,180mg·L-1间甲酚模拟水样42h,去除率依次为90.9%,76.4%,72.9%,64.6%和49.7%。竹炭固定化紫外诱变假单胞菌对间甲酚的去除能较好地符合零级反应方程。

固定化铜绿假单胞菌GF31对氯氰菊酯降解的强化作用

研究了沸石固定化铜绿假单胞菌GF31的氯氰菊酯降解特性及强化修复效果。综合考虑氯氰菊酯特性及其传质等因素,选择沸石为载体进行固定化,电镜扫描结果显示,菌株GF31能较好地生长于沸石载体孔隙中。固定化后菌株GF31的去除率和比降解速率提高,6d对100mg·L-1氯氰菊酯的去除率由37%提高至61.4%,游离细胞和固定化细胞对于300mg·L-1的氯氰菊酯的平均比降解速率分别为487和917mg·[L·d·(g细胞干重)]-1。固定化细胞对pH和高浓度氯氰菊酯的耐受性显著增强,在pH 10或者菊酯浓度为800mg·L-1时仍能保持一定的降解活力。投加固定化细胞对实际土壤进行生物强化修复,其降解过程可用一级动力学方程来描述。与自然降解相比,氯氰菊酯的半衰期t1/2由34.3d缩短至8.02d,显示出固定化细胞良好的强化修复效果。

假单胞菌脂肪酶手性拆分研究进展

脂肪酶是一种重要的工业用酶,本文从酶源角度综述了假单胞菌脂肪酶在拆分手性醇和酯等精细化学品中的应用,通过分子模拟解释其选择性并通过定向进化提高其选择性。由于假单胞菌脂肪酶天然耐有机溶剂的特性,可用于非水相生物催化。随着生物和化学领域的不断交叉,将进一步推动假单胞菌脂肪酶的开发和应用。

固定化假单胞菌降解甲胺磷的研究

采用聚乙烯醇（ＰＶＡ）加少量海藻酸钠及活性碳的方法对一株能高效降解甲胺磷的细菌假单胞菌Ｂ８２菌株进行固定化．正交试验结果表明，三者合适配比为聚乙烯醇１００（ρ／ｇＬ－１），海藻酸钠５（ρ／ｇＬ－１），活性碳５０（ρ／ｇＬ－１）．此方法制得的凝胶颗粒机械强度好、经久耐用．固定化Ｂ８２凝胶小球能在ｐＨ６～１１的范围内发挥其降解甲胺磷的作用，其最适作用温度为３５℃．Ｂ８２菌经固定化后，降解甲胺磷的速度明显加快．

填充床反应器中固定化假单胞菌细胞连续制备L-瓜氨酸

对实验室筛选的产精氨酸脱亚胺酶的假单胞菌(Pseudomonassp.)进行了固定化,以及对固定化细胞转化L-精氨酸生产L-瓜氨酸进行了研究。比较4种不同固定化方法,确定卡拉胶包埋结合戊二醛后处理为假单胞菌的细胞固定化方法。固定化反应的最适pH值为6.5,细胞固定化后细胞精氨酸脱亚胺酶的热稳定性增加。在50 mm×240 mm固定填充床反应器中,底物浓度为0.5 mol/L L-精氨酸盐酸盐,pH值6.5,温度37℃,稀释速率为0.147/h的条件下,连续运转54d,固定化细胞对底物的摩尔转化率在95%以上,平均生产强度0.010 8 g/(h.g)(每单位质量的固定化细胞每小时生产的瓜氨酸质量)。转化液经732阳离子树脂吸附,氨水洗脱,及浓缩、结晶,得到纯度为99%的L-瓜氨酸晶体,提取总收率约为87%。

数学统计法快速优化假单胞菌脂肪酶发酵条件

应用快速有效的数学统计方法对Pseudomonassp．H18的脂肪酸发酵条件进行了优化。采用Plackett－Burman设计对影响产酶的重要因素进行了筛选，然后利用响应面分析（RSA）法对这些产酶重要影响因素进行了优化，各因素的最佳水平通过Box的complexalgorithm法得以确定。

响应面法优化洋葱假单胞菌产脂肪酶液体发酵工艺

用响应面法对洋葱假单胞菌G-63液体发酵产脂肪酶条件进行了优化。首先运用单因子试验筛选出麦芽糖和豆粉水解液为最适碳源和氮源。在此基础上,通过Plackett-Burman设计试验,对影响产酶条件的11个相关因子进行评估并筛选出具有显著效应的3个因子:橄榄油、豆饼粉水解液以及初始pH值。在用最陡爬坡实验逼近以上3个因子的最大响应区域后,采用响应面分析法,确定出橄榄油、豆粉水解液的最佳浓度和最佳初始pH值分别为4.337%,1.956%和8.38。优化后液体发酵培养基中脂肪酶活力提高到44.39 U/mL,比初始酶活13.45 U/mL提高了3.3倍。

游离和固定化恶臭假单胞菌对含酚废水的处理

采用恶臭假单胞菌,以活性炭纤维为载体,以聚乙烯醇(PVA)为包埋剂制成固定化恶臭假单胞菌,对含酚废水的降解效果进行研究。与游离恶臭假单胞菌相比,固定化恶臭假单胞菌小球的运行周期长,对苯酚的降解效果好。讨论了外部环境因素包括苯酚的初始质量浓度、pH和温度对固定化恶臭假单胞菌降解苯酚效果的影响。结果表明,随着苯酚质量浓度的增加,固定化恶臭假单胞菌对苯酚具有良好的降解效果;当苯酚初始质量浓度大于200 mg/L时,固定化恶臭假单胞菌降解苯酚的效果远远优越于游离态的;固定化恶臭假单胞菌对高质量浓度的苯酚、pH和温度的变化表现出了较好的耐受力;当pH为7～9,温度在30～35℃,固定化恶臭假单胞菌对苯酚的降解效果达到93%。

固定化球形红假单胞菌处理电镀废水中Cd和Cr的研究

比较了4种固定化球形红假单胞菌(Rhodopseudomonas sphaeroides)处理含Cd、Cr重金属废水的效果,对固定化菌吸附Cd和Cr的工艺条件进行了优化,并通过生物反应器连续处理实际电镀废水,分析了处理后的效果。通过比较,确定了20g.kg-1沸石和20g.L-1海藻酸钠组合作为共固定材料,固定化菌对Cd和Cr的去除效果明显优于游离菌。采用正交试验优化废水处理工艺条件,结果表明,废水pH值、菌体投加量对固定化菌体的处理效果影响较大,当处理废水的pH值为6.0、菌体投加量为10.00g.L-1时,对40.00mg.L-1含Cd废水的去除率可达96.68%。4轮吸附-解吸循环试验结果显示,固定化菌体可重复利用3次,固定化菌体在使用第3次时,Cd去除率仍可达51.20%。在生物反应器中,用固定化菌体处理质量浓度为92.61mg.L-1的含Cd电镀废水,3h时对Cd的去除率达到98.80%,对含Cu、Au、Ni废水中重金属的去除率也高于90.00%。

NaCS-PDMDAAC微胶囊固定化假单胞菌TS-1138从ATC合成L-半胱氨酸

采用非均相反应制备NaCS(硫酸纤维素钠),考察了反应液中正丙醇-硫酸的最佳比例为25∶35,NaCS和PDMDAAC的最适滴制浓度分别为4%和3%;利用NaCS-PDMDAAC微胶囊对假单胞菌TS-1138进行固定化并进行连续培养,结果表明,菌体能在胶囊内很好的生长和繁殖,连续培养132h后菌浓可达到4.5×1011个/mL胶囊,是在相同条件下游离培养的6倍;固定化菌体以ATC为底物生成L-半胱氨酸的催化活性是游离培养菌体的2.5倍,并且固定化菌体的重复使用能力明显优于游离菌体.重新考察固定化菌体的最适催化反应时间为3h,在一定程度上弥补了微胶囊传质性相对较差的不足.