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本文研究了粘质沙雷氏菌及其酶对芳香化合物的氧化作用。该研究主要包括两个部分:首先采用粘质沙雷氏菌菌株AB90027离体酶催化异丁香酚合成香兰素,对异丁香酚的转化途径进行了分析;然后进行了该菌株及其离体酶对羟基苯和氨基苯的降解作用研究,对酶催化降解机制,降解动力学条件以及酶的一些性质进行了探讨和分析。所研究的内容及其结论主要包括以下四个部分: (1)利用粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)菌株AB90027产生的离体酶催化异丁香酚进行生物转化,结合TLC、UV-VIS、IR等测试手段对异丁香酚的转化途径进行了探讨,借助薄层扫描法对不同反应体系下产物香兰素的产率作了比较,并研究了可催化异丁香酚合成香兰素的酶在细胞的存在位置。结果表明:在酶的作用下,异丁香酚分别经过阿魏酸和香兰素两条途径开环降解成小分子,采用酶催化所得的香兰素产率最高,其产率达10.90%,可催化合成香兰素的酶主要是胞外酶。 (2)采用AB90027离体酶催化过氧化氢氧化处理15种羟基和氨基苯类化合物。以对苯二酚和对氨基苯酚为代表物,对其降解动力学条件进行了研究;测定了催化降解前后溶液的COD值,借助UV-VIS、IR吸收光谱和HPLC考察了分子结构的变化;探讨了化合物降解性与结构之间的关系;并就该方法处理工业废水进行了效果评价。得到对苯二酚降解的适宜条件为每降解50mL质量浓度为2000mgL-1的对苯二酚溶液,H2O2(30%,w/v)用量5mL、温度40℃、pH9.5,降解24h后对苯二酚COD去除率可达96.3%。对氨基苯酚降解的适宜条件为每降解500mgL-1对氨基苯酚溶液50mL,H2O2(30%,w/v)用量3mL、温度40℃~60℃、pH9.0~10.0,降解后对氨基苯酚COD去除率可达96.80%。经过H2O2/酶作用后,对苯二酚等易降解化合物UV-VIS及IR谱图上苯环特征吸收峰均己消失,HPLC则检测到有机酸等小分子化合物,从而阐明了酶促降解机理为苯环开环生成小分子化合物。取代基的性质、位置、数目均影响化合物的降解性。多元酚/胺较一元酚/胺容易降解,其中间位取代使降解变难,推电子基—OH、—NH2、—OCH3有利于降解,吸电子基—NO2、—Cl、—COOH不利于降解。 (3)就共代谢—H2O2氧化法处理苯酚等难降解化合物进行了初步研究,实现了苯酚、间苯二酚和水杨酸的氧化降解,经UV-VIS和HPLC分析表明其降解过程仍为苯环开环过程。