有機磷農藥的廣泛使用甚至濫用對生態(tài)環(huán)境和人類身體健康構成了嚴重威脅。微生物可以通過自產的有機磷水解酶催化有機磷農藥的磷酯鍵斷裂,生成低毒性產物,具有降解效率高、條件溫和、價格低廉等優(yōu)點,顯示出了良好的應用前景。本文研究了攜帶質粒pETDuet-opd-bl的E.coliBL-21(DE3)產有機磷水解酶的發(fā)酵工藝。在搖瓶水平上通過響應面分析法優(yōu)化了培養(yǎng)基組成和培養(yǎng)條件,在此基礎上對有機磷水解酶進行了酶學性質研究,最后對大腸桿菌產有機磷水解酶進行了放大發(fā)酵研究,并且探索了優(yōu)化的發(fā)酵工藝對于降低發(fā)酵廢液COD的效果。其主要研究內容和結果為:(1)選擇影響有機磷水解酶酶活的8個因素(碳源、氮源、磷酸鹽、乳糖濃度、乳糖添加時間、初始pH、接種量、金屬離子)進行了E.coliBL-21(DE3)產有機磷水解酶的單因素優(yōu)化試驗。通過Plackett-Burman(PB)試驗篩選,得出酵母粉濃度、乳糖濃度和鈷離子濃度是影響有機磷水解酶酶活的顯著因素。通過最陡爬坡試驗和基于Box-Behnke試驗的響應面優(yōu)化,確定了最終發(fā)酵培養(yǎng)基為:酵母粉濃度17.35g/L,鈷離子濃度0.24mmol/L,乳糖濃度...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 有機磷農藥的現狀
        1.1.1 有機磷農藥的概況
        1.1.2 有機磷農藥的危害
        1.1.3 有機磷農藥的監(jiān)管
        1.1.4 有機磷農藥的降解
    1.2 有機磷水解酶研究進展
        1.2.1 有機磷水解酶的分類
        1.2.2 有機磷水解酶的的分子改造
        1.2.3 有機磷水解酶的應用
    1.3 微生物培養(yǎng)基的響應面優(yōu)化設計法
    1.4 本文的研究思路和內容
第二章 大腸桿菌產有機磷水解酶發(fā)酵條件優(yōu)化
    2.1 引言
    2.2 材料試劑與儀器
        2.2.1 發(fā)酵菌種
        2.2.2 材料與試劑
        2.2.3 主要培養(yǎng)基
        2.2.4 主要儀器
    2.3 實驗方法
        2.3.1 種子液培養(yǎng)
        2.3.2 菌體生長曲線測定
        2.3.3 搖瓶培養(yǎng)
        2.3.4 粗酶液制備
        2.3.5 有機磷水解酶酶活測定
        2.3.6 實驗步驟與設計
    2.4 結果與分析
        2.4.1 大腸桿菌生長曲線
        2.4.2 對硝基苯酚標準曲線
        2.4.3 單因素實驗結果
        2.4.4 Plackett-Burman試驗設計結果與分析
        2.4.5 最陡爬坡試驗結果
        2.4.6 Box-Behnke設計優(yōu)化結果
        2.4.7 模型驗證
    2.5 本章小結
第三章 有機磷水解酶酶學性質研究
    3.1 引言
    3.2 材料試劑與儀器
        3.2.1 發(fā)酵菌種
        3.2.2 材料與試劑
        3.2.3 主要培養(yǎng)基
        3.2.4 主要儀器
    3.3 實驗方法
        3.3.1 BCA法蛋白濃度測定
        3.3.2 有機磷水解酶的動力學分析
        3.3.3 最適反應pH與不同pH下的穩(wěn)定性
        3.3.4 最適反應溫度與熱穩(wěn)定性
        3.3.5 不同金屬離子對酶活的影響
        3.3.6 酶在不同條件下長期保存的穩(wěn)定性
    3.4 結果與分析
        3.4.1 BSA標準曲線
        3.4.2 有機磷水解酶的動力學分析
        3.4.3 最適反應pH與不同pH下的穩(wěn)定性
        3.4.4 最適反應溫度與熱穩(wěn)定性
        3.4.5 不同金屬離子對酶反應的影響
        3.4.6 酶在不同條件下長期保存的穩(wěn)定性
    3.5 本章小結
第四章 大腸桿菌產有機磷水解酶的放大發(fā)酵
    4.1 引言
    4.2 材料試劑與儀器
        4.2.1 發(fā)酵菌種
        4.2.2 材料與試劑
        4.2.3 主要培養(yǎng)基
        4.2.4 主要儀器
    4.3 實驗方法
        4.3.1 誘導溫度優(yōu)化
        4.3.2 通氣量優(yōu)化
        4.3.3 轉速優(yōu)化
        4.3.4 從7L到500L的放大發(fā)酵
        4.3.5 發(fā)酵廢液COD含量測定
    4.4 結果與分析
        4.4.1 誘導溫度對菌體在7L發(fā)酵罐中生長和酶活的影響
        4.4.2 通氣量對菌體在7L發(fā)酵罐中生長和酶活的影響
        4.4.3 轉速對菌體在7L發(fā)酵罐中生長和酶活的影響
        4.4.4 中試放大發(fā)酵
        4.4.5 工藝優(yōu)化后對于降低COD的效果
    4.5 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
作者簡介
在校期間所取得的科研成果



本文編號：3984813