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聚羟基丁酸酯(PHB)生物循环降解的研究

吴晓岩  
【摘要】:聚羟基烷酸酯(PHA)是由微生物生产的生物聚酯。聚羟基丁酸酯(PHB)是PHA的一种,它具有类似热塑性塑料和聚丙烯的性质,还具有生物可降解性和生物相容性。目前聚羟基丁酸酯(PHB)解聚酶的生产已成为焦点,但是将其应用到PHB的循环利用方面还未见报导。本论文的主要目的是为PHB的循环利用做基础研究。具体的工作将从三方面着手:一方面是利用菌株降解PHB,直接探索降解产物3-羟基丁酸的高产条件;另一方面是利用菌株发酵获得PHB解聚酶降解PHB,通过探索最佳产酶条件和酶最适反应条件等,获得最高的酶产量和酶活性,最终计算两种途径3-羟基丁酸的得率,比较两种循环利用PHB的方式。主要结果如下: 1.利用DSWY0601菌株降解PHB 门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina) DSWY0601菌株在以PHB为唯一碳源的培养基中生长正常,说明该菌株可分泌PHB解聚酶降解PHB作为碳源利用,利用质谱分析培养液成分得知降解产物含有3-羟基丁酸。研究表明不同的培养时间、初始pH、碳含量、和接种量对3-羟基丁酸的产量影响较大。设计正交试验测得PHB单体高产条件为:培养时间为24h,初始pH为6,碳含量为0.6g/100ml,接种量为3ml/100ml。 2.利用PHB解聚酶降解PHB 菌株DSWY0601的最佳产酶条件是:培养时间24h、初始pH值为7、碳含量为0.3g/100ml、接种量为1ml/100ml。 酶最适反应条件为:最适反应时间为7min,最适反应温度为40℃,门多萨假单胞菌所分泌的PHB解聚酶在10℃-40℃保温5h酶活力没有大幅度的改变,表现出较高的稳定性,最适反应pH值为7.5,在pH值为6.5-8.5范围内,表现出较高的稳定性。 3.3-羟基丁酸的收率 PHB解聚酶降解PHB粉末产3-羟基丁酸的实际收率为24.2%,用DSWY0601菌株降解PHB粉末产3-羟基丁酸的收率为45.4%。


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