聚乳酸/聚己二酸--对苯二甲酸丁二酯降解菌的分离筛选及其降解机制研究

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  本研究的主要研究内容和结果如下:
  (1)采用梯度稀释法从山东、新疆两地的农田土壤中分离、筛选、鉴定(形态学观察和16SrRNA与ITS基因序列)PLA/PBAT降解细菌、霉菌。其中山东土壤中有5株降解细菌和2株降解霉菌,明显多于新疆土壤中的2株降解细菌和1株降解霉菌。通过水解圈法初步判断门多萨假单胞菌产蛋白酶活性最高,雅致放射毛霉菌产脂肪酶活性最高。采用形态观察、生理生化实验及系统发育树构建等方法进一步鉴定门多萨假单胞菌与雅致放射毛霉菌。
  (2)通过单因素实验结合福林酚法、对硝基苯酚法研究了外源营养源对门多萨假单胞菌与雅致放射毛霉菌产酶活性的影响,结果表明两株微生物均可直接以对苯二甲酸、丁二酸、乳酸为营养源,参与微生物降解途径。并得到共培养体系的培养基为:100mL筛选培养基中加入2wt%葡萄糖和1wt%胰蛋白胨;通过单因素法对培养条件进行优化,结果表明最佳条件为:初始pH为7.1,接种量为1mL,培养温度为30℃。通过响应曲面法探究了在共培养体系中微生物的接种比例、接种时间与接种方式对体系产酶活性的影响,结果表明在门多萨假单胞菌与雅致放射毛霉的接种比例为1∶1,接种时间为5.2天,接种方式为同时接种的条件下,共培养体系产蛋白酶活性、脂肪酶活性最佳,分别为40.46U/mL、11.50U/mL。
  (3)通过门多萨假单胞菌与雅致放射毛霉菌共培养体系对PLA/PBAT膜的降解性能研究,结果表明门多萨假单胞菌、雅致放射毛霉菌可分别分泌蛋白酶、脂肪酶分别催化并水解PLA/PBAT材料中PLA、PBAT中的酯键,生成多种降解产物如低聚物及单体,并作为微生物的生长基质,协同降解PLA/PBAT,共培养体系的5天降解率为18.95wt%,明显高于单一微生物对PLA/PBAT的降解效果。
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