[发明专利]一种提高聚乙烯醇降解酶酶活的方法

说明书

技术领域

一种提高聚乙烯醇降解酶酶活的方法，本发明改进了产聚乙烯醇降解酶的微生物的培养条件，涉及聚乙烯醇生物降解技术领域。

背景技术

聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，简称PVA)是一种人工合成的水溶性高分子化合物，在纺织工业中，PVA可用于织物上浆，经纱用PVA上浆后粘合力大，成膜力高，膜柔软强韧，不发生化学变化及腐败。在纺织前处理过程中，经PVA上浆的棉织物必须经过退浆处理，以增强其吸水性。传统的退浆方法是使用70～90℃的热水在棉织物表面进行洗脱，有时使用氧化剂如NaBrO₂等。这样不仅水耗、能耗大，而且在此过程中，必须严格控制操作条件，否则会因高温和氧化作用对棉纤维造成损伤；更为严重的是其对环境所产生的负面影响：纺织厂排出的废水中含有大量的PVA和氧化剂，由于PVA的可生化性较差(BOD/COD＝0.07)，进入水体后大大增加了纺织废水处理的难度。

随着人们对纺织工业清洁生产的关注，研究者们考虑能否在退浆工艺中就实现对PVA的生物降解，即将PVA降解酶厂运用于纺织工业的退浆工艺。如果能在退浆工段就实现对PVA的生物降解，不仅能大大减少PVA废水的排放，还能避免化学退浆过程中高温和氧化造成的棉纤维损伤。

实现对PVA生化降解的关键在于筛选到能够高效降解PVA的微生物，但与能够降解其它脂肪族高聚物的微生物相比，PVA降解菌在种类和分布上要少得多，并且培养周期长，酶活不高，再加上提取不容易，这些都阻碍了PVA降解酶在实际生产上的运用。

发明内容

本发明的目的是提出一种提高聚乙烯醇降解酶酶活的方法，改进了产聚乙烯醇降解酶的微生物的培养条件，用低聚合度的聚乙烯醇为碳源进行微生物培养，代替传统的用高聚合度的聚乙烯醇为碳源进行微生物培养，经改进后，酶活有显著提高。

本发明的技术方案：一种提高聚乙烯醇降解酶酶活的方法，以受聚乙烯醇污染的纺织厂退浆管道的污泥中采集的原始聚乙烯醇降解菌群液的混合菌系，用聚合度500的聚乙烯醇(PVA205)为碳源和诱导物诱导微生物产酶，所产的聚乙烯醇降解酶用来降解聚合度1700的聚乙烯醇；

发酵培养基：PVA 205 4-6g/L，酵母粉2-4g/L，NaNO₃ 2-3g/L，K₂HPO₄ 1.6g/L，KH₂PO₄ 0.2g/L，MgSO₄·7H₂O 0.5g/L，CaCl₂ 0.05g/L，FeSO₄·7H₂O 0.02g/L，NaCl 0.02g/L，pH7.2；

发酵条件：旋转式摇床摇瓶培养，转速200r/min，培养温度30℃，取保藏菌种的甘油管接入装有30mL发酵培养基的250mL三角瓶中，发酵4天；或取1mL上一批发酵结束的发酵液接入装有30mL发酵培养基的250mL三角瓶中，发酵4天。

本发明内容中所用的测定方法

1、PVA含量测定：Finley法。

原理：在硼酸存在时，PVA与碘作用会产生绿色络合物，颜色的深浅可用分光光度计测A_690nm消光值表示。具体实验操作为，在50mL的容量瓶中，依次加入1mL待测PVA溶液，15mL 25g/L的硼酸溶液和1.5mL 0.1mol/L的I₂-KI溶液，加水至刻度，摇匀，10min后，用1cm比色杯，以空白为参比，在690nm处测定吸光值，以吸光度值大小来表示PVA含量的多少。

2、PVA降解酶总酶活测定

将发酵结束的发酵液15 000r/min离心10min，该部分上清液称为粗酶液。

由于PVA的降解过程是整个酶系共同作用的结果，因此研究中测定的酶活为PVA降解酶系的总酶活。在150mL三角瓶中加入4mL粗酶液和4mL底物(1g/LPVA1799溶于0.1mol/L pH7.0磷酸钾缓冲液中)，将此混合体系于30℃的水浴摇床中反应3h，分别测反应前后反应混和液所对应的PVA含量的吸光度。每分钟吸光度下降0.001定义为一个酶活单位。

3、细胞破碎液酶活测定