木质素降解酶调控剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种木质素降解酶调控剂及其应用，好氧堆肥过程中分两步加木质素降解酶调控剂，木质素降解酶调控剂包括锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的调控剂、漆酶调控剂，其中锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的调控剂包括吐温80、双氧水和微量激励元素混合液A；漆酶调控剂包括吐温80、l，2二甲氧基苯和微量激励元素液B。这种木质素降解酶调控剂可用于调控真菌中木质素降解酶的分泌，具有促进效果好，技术简单、经济、实用等优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微生物
，尤其涉及一种。
技术介绍
木质素主要是农业、木材水解工业和造纸工业的副产物，也存在于城市有机固体 废物中。由于产生量大且得不到充分利用，变成了环境污染物，而其它领域产生的大量木质 素也在各个层次不同程度地污染了环境。木质素属于苯丙烷类聚合物结构，是十分复杂和 稳定的化学结构，不易降解，通常只有改变木质素的这种稳定结构才能对其进行广泛的降 解和利用。同时，木质素也是好氧堆肥过程中的主要和关键的难降解有机物，其降解是通过 微生物胞外氧化酶和一些非特定的酶进行氧化反应一催化木质素的解聚过程，这种木质素 非特性的氧化过程被称为"酶的燃烧"。大量的研宄已证明能有效分泌木质素降解酶系的 微生物主要是真菌如白腐菌、青霉菌等，它们分泌木质素降解酶氧化断裂木质素的化学键 可有效降解木质素，而在这个过程中真菌分泌的木质素降解酶是关键，与木质素降解有关 的降解酶以木质素过氧化物酶（LiP)、锰过氧化物酶（MnP)和漆酶（Lac)为主，另外还有其 他一些辅助酶的作用。它们对木质素有高度的催化降解能力，同时也对特殊有害化学物质 (包括杀虫剂、农药、聚苯乙烯（PCBs)、多环芳烃化工材料（PAHs)、合成染料和木材防腐剂） 等分解力很强，因此具有重要的研宄和应用价值。 白腐真菌能够分泌这些胞外氧化酶，使木质素发生降解，被认为是主要的木质素 降解微生物。但不同的白腐真菌分泌木质素降解酶的种类和量不同，同时这些酶能受不同 诱导物诱导产生，不同诱导物（也称激励元素或物质）刺激真菌产生不同的木质素降解酶 等等。因此，根据多年的研宄发现，在好氧堆肥过程中木质素降解酶的产生和调控是决定木 质素降解酶的关键，而对木质素降解酶的诱导及外源调控是提高木质素降解效率和加快好 氧堆肥速度、缩短堆肥时间或者说是改进好氧堆肥工艺技术的关键。事实上，目前关于木质 素降解的外源调控诱导物质和调控机理的研宄日益受到关注，特别是发现一种能有效诱导 真菌产木质素降解酶的诱导物及诱导调控技术显得非常重要。目前，发现诱导激励物众多，特别是金属和非金属诱导物，对金属诱导物的研宄发 现Mn、Mo、Cu、Co、Cd、Hg、Fe、Al等金属离子对木质素降解酶有很大影响，非金属诱导物主要 是氧、木质纤维素、黎芦基醇、百草枯、P-香豆酸、二羟基苯甲酸和愈创木酚等芳香化合物， 但所有的研宄都是针对单一或少数几种金属或非金属混合物来诱导木质素降解酶的，其效 果有一定的局限性和单一性，因此，研宄诱导物混合体系协调诱导是未来的发展方向和前 景，也是目前的研宄热点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有促进木质素降解 酶分泌的木质素降解酶调控剂，还提供了一种技术简单、经济、实用的调控木质素降解酶分 泌的应用技术。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种木质素降解酶调控剂，包括锰过氧化 物酶和木质素过氧化物酶的调控剂、漆酶调控剂，锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的调 控剂包括吐温80、双氧水和微量激励元素混合液A;漆酶调控剂包括吐温80、1，2二甲氧基 苯和微量激励元素液B。 上述的木质素降解酶调控剂，优选的，所述微量激励元素混合液A包括浓度为 2. 4 ~6. 0X10_3g/L的MnSOjP0? 1 ~1. 0X10 _2g/LFeS04;所述微量激励元素液B为 0? 8 ~ 8. 0X10_4g/L的CuS04溶液。 上述的木质素降解酶调控剂，优选的，所述锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的 调控剂以醋酸缓冲液为溶剂，所述吐温80的含量为0. 032wt%~0. 094wt%;所述双氧水的 含量为〇. 2wt%~0. 7wt% ;所述微量激励元素混合液A的含量为5wt%~10wt% ;余量为 醋酸缓冲液。 上述的木质素降解酶调控剂，优选的，所述漆酶调控剂以酒石酸缓冲液为溶剂， 所述吐温80的含量为0. 032wt%~0. 094wt% ;所述1，2二甲氧基苯的含量为0. 5wt%~ 1.Owt% ;所述微量激励元素液B的含量为5wt%~10wt% ;余量为酒石酸缓冲液。 上述的木质素降解酶调控剂，优选的，所述锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的 调控剂的pH在4. 5~5. 5,所述漆酶调控剂的pH为5. 0~6. 0。 上述的木质素降解酶调控剂，优选的，所述锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的 调控剂中还包括 1. 〇g/L的葡萄糖、1. 47X10_2mol/L的KH2P04、2. 03X10_3mol/L的MgS04、 6. 8Xl(T4mol/L的CaCl2、0. 19g/L的ZnS04、0. 01g/L的H2B03、1. 0g/L的NaCl。 作为一个总的技术构思，本专利技术还提供了一种上述木质素降解酶调控剂在调控真 菌中木质素降解酶分泌中的应用。 上述的应用，优选的，所述应用方法具体包括以下步骤： (1)将真菌接种于驯化发酵培养基中进行驯化培养8天； (2)将驯化后的真菌接种到发酵培养基中，在发酵培养基中加入锰过氧化物酶和 木质素过氧化物酶的调控剂，以30~40°C发酵； (3)在发酵开始10天后，再加入漆酶调控剂，继续发酵30天。优选的，所述真菌为 黄孢原毛平革菌。 上述的应用，优选的，所述步骤（1)中所述驯化发酵培养基通过将液体菌剂加入 到稻草粉中，以25°C恒温静置培养15天后，放入干燥箱中105°C烘干、研碎制备得到。优选 的，所述液体菌剂为黄孢原毛平革菌菌液。 上述的应用，优选的，所述步骤（2)中所述发酵培养基为木质素原料，含水率为 60 ~85%〇 上述的应用，优选的，所述木质素原料为锯木厂木肩、稻草秸杆、小麦秸杆、庭院有 机植物固体废弃物。优选的，所述庭院有机植物固体废弃物为树叶、树皮和枯枝。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于： (1)本专利技术提供了一种木质素降解酶调控剂，利用锰过氧化物酶和木质素过氧化 物酶的调控剂、漆酶调控剂的协同作用，诱导激励白腐真菌菌株产漆酶、锰过氧化物酶和木 质素过氧化物酶并提高其酶活并用于好氧堆肥过程。经过本专利技术的研宄结果表明，好氧堆 肥发酵过程中不仅有这三种酶产生，而且木质素过氧化物酶酶活和漆酶酶活与未添加组合 诱导物体系相比提高极大，锰过氧化物酶酶活也提高很多，对在好氧堆肥过程中各种有机 固体废物中木质素的降解效率也大大提高。很适合应用于大规模的环保工业和生物化工工 业中锰过氧化物酶、漆酶和木质素过氧化物酶的生产。 (2)本专利技术提供了一种木质素降解酶调控剂，其中锰过氧化物酶和木质素过氧化 物酶的调控剂对锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶有很好的诱导激励作用，对木质素中的 非酚型芳香烃聚合物（占木质素中主要成分）有非常好的降解效果，在好氧堆肥过程中能 有效启动木质素降解反应并先期降解木质素中非酚型芳香聚合物。 (3)本专利技术提供了一种木质素降解酶调控剂，其中漆酶调控剂对漆酶有很好的诱 导激励作用，有效的降解木质素中剩余的酚型芳香聚合成分。 (4)本专利技术提供了一种木质素降解酶调控剂在调控真菌中木质素降解酶分泌中的 应用，具有对提高好氧堆肥过程中三种木质素的分泌和活性更优的特点，具体对锰过氧化 物酶增加活性1. 27倍、木质素过氧化物酶5. 24倍和漆酶3. 61倍。另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木质素降解酶调控剂，其特征在于，包括锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的调控剂、漆酶调控剂，所述锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的调控剂包括吐温80、双氧水和微量激励元素混合液A；所述漆酶调控剂包括吐温80、1，2二甲氧基苯和微量激励元素液B。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡天觉，曾光明，张长，徐梓一，赖萃，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43