漆酶催化碘处理竹材防霉性能

【目的】利用生物酶催化氧化特性,使无毒杀菌剂碘与竹材形成稳定化学键提高碘的抗流失性,增强竹材防霉性能,为天然无毒防霉剂的开发提供新思路。【方法】以2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为促进剂,采用漆酶催化碘化钾并与竹材反应,将碘固着于竹材中,赋予竹材抗流失性和防霉性能,借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析竹材处理前后的主要基团和元素变化。以4年生毛竹为试验材料,以木霉、黑曲霉和桔青霉为试验菌种,研究不同浓度漆酶催化碘化钾对3种霉菌的防霉性能。为得到有效成分在竹材中的固着性,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定碘含量,计算竹材中碘固着率。以木霉、黑曲霉和桔青霉3种混合菌环境感染流失和未流失处理材,测试竹材流失前后的综合防霉效果。【结果】漆酶催化碘处理竹材可有效提高竹材防霉性能,不同浓度(以质量百分数wt.%表示)漆酶的参与均优于碘化钾单独处理组的防霉效果,其中浓度为4. 8×10~(-3)wt.‰的漆酶/碘化钾处理材对木霉抵抗力最强,对黑曲霉和桔青霉效果次之,21天后几乎完全被霉菌覆盖。流失试验表明,碘化钾处理竹块碘固着率为37. 47%,质量百分数为4. 8×10~(-3)wt.‰的漆酶催化碘处理竹块后碘固着率提高到86. 13%。3种混合菌环境下碘化钾只拥有有限的防霉效果,加入漆酶后防霉效果明显提高。FTIR和XPS分析表明,漆酶催化碘处理能使竹材木质素发生变化,并在木质素上形成C—I键,而纤维素和半纤维素变化较小。【结论】利用漆酶催化碘处理竹材可在一定程度上提高竹材防霉性能,漆酶浓度越大,防治效力越高。漆酶催化碘处理竹材能有效提升碘在竹材中的固着率。无论是否经过流失试验,漆酶催化碘处理竹块防霉效果均明显高于碘化钾处理竹块。该研究结果不仅可拓宽漆酶等生物酶的应用领域,而且也能为食品或人体接触的竹材提供安全可靠的防霉剂。     

ACQ防腐剂处理竹材的防腐性能和抗流失性能

比较了5种ACQ防腐剂处理竹材的防腐性能和抗流失性.结果表明, ACQ-B的综合抗菌性能最好,ACFQ-稍差,ACQ-C对白腐菌的毒性最差,失质量率达6%,远高于ACQ-B和ACQ-D.加入磷酸盐可提高药剂对白腐菌的毒性,但对褐腐菌的毒性影响较小;ACQ-B和ACQ-B-P在竹材中的固着率较好,ACQ-C和ACQ-C-P次之,ACQ-D最低.     

漆酶活化处理条件对竹材活性氧类自由基变化的影响

采用电子自旋共振波谱检测技术,分析漆酶活化毛竹材产生的自由基种类,并结合单因素方差分析方法,分析漆酶活化处理条件对毛竹材产生的活性氧类自由基相对浓度的影响。未处理毛竹材产生的自由基属酚氧自由基,而漆酶处理毛竹材产生的自由基属典型的活性氧类自由基。酶用量、反应体系pH值、处理时间、处理温度及Cu~(2 )浓度,均对活性氧类自由基相对浓度有极显著影响。当采用酶用量为30u/g、反应体系pH值为4、处理时间为2h、处理温度为60℃、Cu~(2 )浓度为30mmol/L时,漆酶活化毛竹材产生的活性氧类自由基的相对浓度最高。     

漆酶催化氧化反应研究进展

总结了漆酶底物的结构特点。漆酶催化氧化反应机理主要表现在底物自由基的产生和漆酶分子中四个铜离子的协同作用。选择适当的底物和反应条件，可以提高漆酶催化氧化反应的选择性，展望了漆酶催化反应的工业应用前景。     

漆酚热预聚漆研究（I）—漆酚热预聚漆酶催化成膜

为了充分让漆酶在最后催化成膜中发挥作用，将生漆分离出漆酚和粗漆酶后，先将漆酚进行热预聚，再用粗漆酶配制成漆酚热预聚漆。试验结果表明：此法配制出的漆液，不仅能在漆酶催化下成膜，而且具有粗漆酶用量少、干燥性能好的特点。     

陈生漆加漆酶制作精制漆

用不干的陈生漆制作精制漆的方法，即加漆酶的方法，制出的精制漆，其主要性能和用好生漆制出的精制漆基本一样，而且还有很大的灵活性，可根据不同用途，配以不同量的漆酶和其它添加剂来制作各种精制漆。     

毛竹漆酶基因启动子序列分析及基因表达模式

漆酶在细胞壁形成、逆境胁迫、花青素形成和酚类物质催化等过程中均发挥着重要作用,其基因表达受到多种外界因素的影响。为揭示竹子中漆酶基因的表达模式,以毛竹（Phyllostachys edulis）为对象,利用生物信息学手段分析了其中42个漆酶基因（PeLACs）启动子序列,利用已有的转录组数据分析了其中PeLACs的表达模式,克隆漆酶基因PeLAC20的启动子序列PeLACp,并构建了瞬时表达载体,在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中瞬时表达。结果表明,在42个PeLACs启动子序列中包含多种与激素以及非生物胁迫相关的顺式作用元件,在GA₃处理以及低温和干旱胁迫下各基因表现为不同的表达模式,表明它们参与激素和非生物胁迫的应答,而且功能存在着一定的差异。PeLACs在毛竹不同生长阶段根和笋中的表达模式也证明了各基因功能的差异性。克隆的PeLACp序列为2 000 bp,利用GUS染色法检测启动子PeLACp的活性显示,PeLACp主要在转基因拟南芥的根中表达。研究结果为进一步揭示毛竹漆酶基因的生物学功能提供了参考依据。     

铜—吡啶类络合物模拟漆酶催化漆酚氧化聚合成膜的红外光谱分析

用红外光谱研究了Ｃｕ－Ｐｙ，Ｃｕ－ＰＶＰｙ和Ｃｕ－ＱＰＶＰｙ催化漆酚氧化聚合交联过程。漆酚氧化聚合阶段的共同特征是：１．漆酚醌吸收峰１６５２ｃｍ＾－１先涨后落；２．共轭双烯吸收峰９８２和９４５ｃｍ＾－１逐渐减弱，而共轭三烯吸收峰９９２ｃｍ＾－１和芳醚吸收峰１２１５ｃｍ＾－１却逐步增强；３．苯环三取代吸收峰８３０，７６５ｃｍ＾－１都有所减弱，苯环四取代吸收峰８７５和８０５ｃｍ＾－１出现；４．苯环骨架     

11种竹材的防腐可处理性能和天然耐腐性能试验

对车筒竹等11种竹材进行了防腐可处理试验和天然耐腐试验,结果表明:11种竹材的防腐可处理性能与其密度呈良好的线性相关,随着密度的增大,其质量载药量随之减少。而天然耐腐性与竹材的密度没有明显的相关关系,11种竹材的天然耐久月数均不超过24个月。     

漆酚热预聚漆研究（Ⅰ）──漆酚热预聚漆酶催化成膜

为了充分让漆酶在最后催化成膜中发挥作用，将生漆分离出漆酚和粗漆酶后，先将漆酚进行热预聚，再用粗漆酶配制成漆酚热预聚漆。试验结果表明：此法配制出的漆液，不仅能在漆酶催化下成膜，而且具有粗漆酶用量少、干燥性能好的特点。     

真菌漆酶分子生物学研究进展

概述了漆酶分子生物学的研究情况,包括其理化性质、氨基酸序列分析、基因克隆、基因结构分析和组织分析、基因家系、表达调节及异源表达.     

防腐处理竹材的室内抗腐性试验

选用经五种防腐药剂处理过的淡竹进行室内抗腐性试验,同时选用毛竹做室内天然耐腐性试验。结果表明:用热冷槽法,浓度为5%的“BB”和3%的“BBF”防腐效果较好,采用浸渍法,浓度为5%的“BP”、“CCB”“FCAP”均具有防腐效力,浸渍时间19天为宜。毛竹的天然耐腐性较差,与木材相比毛竹在较低的重量损失率(20%)下就丧失使用价值。而木材在同等重量损失率范围内则属于稍耐腐或耐腐等级。     

竹材结构的防腐

由于在露天环境中遭遇生物腐蚀,竹秆的持久性差,所以需要采取化学手段增强其耐力.但是它的解剖构造使化学物质难以像木材那样容易进入竹材.竹秆的外部由其表皮保护防水,不像木材那样有径向渗透的途径.而其内部腔隙也有保护性纤维.化学物质的主要渗透途径位于竹秆根部微管束的后生木质部.这些渗透途径分布于横剖面,很不均匀,且少,只占总面积的8～10%,而且在通过竹节时改变方向.由于在采伐时砍伤竹秆,通向导管的细胞腔被堵塞,渗透途径也受影响.周围的薄壁细胞是竹秆组织的主要部分,它们通过微小的纹孔互相连接,只能通过弥散进入.它们所含的淀粉是昆虫和某些真菌的食品.对纤维的保护也有赖于弥散.用化学物质进行保护,对于新鲜的含水量高的竹秆效果最好.就像简单的根部处理,或技术性较强的细胞液改善.新鲜竹秆的薄壁组织和纤维也能通过垂直弥散的方法得到保护.如进行滴渍和浸渍工作,最好在竹材含水分时劈开,因为薄壁组织容易接受弥散.技术措施如竹秆的水分储存和熏蒸的过程,与竹秆的自然结构,尤其是薄壁组织有关.     

漆酶高产菌株筛选及漆酶基因片段的克隆

研究利用不同底物浓度、不同培养时间、不同培养基为优化因素,对漆酶产生菌株筛选条件进行了初步研究,从广泛4株食用真菌中筛选具有高产漆酶特性的真菌,双孢菇2796,并以双孢菇2796为供体菌,提取菌株RNA,运用RT-PCR方法对漆酶基因进行扩增,克隆后得到长度为160bp的漆酶基因片段。     

漆酶在生物造纸中的应用

利用生物酶（如漆酶）预处理可以降低化学浆的残余木素量,减少制浆中的能源消耗,提高纸浆强度特性和光泽度等。在介体参与下,漆酶能够降解木素,使残余木素的摩尔质量减少、木素中的酚羟基减少、羰基和羧基增加,对后续的漂白过程起到活化木素的作用。漆酶等酶活系统能将漂白废水中的有机氯化物转变成无机氯和CO2,破坏发色基团组织和结构,降低漂白废水中的TOCl、BOD、COD和色度。漆酶在氧气和介体存在下能使木素产生自由基的缩合,提高纤维间的粘合性,改善高木素含量和纸浆的性能。漆酶作为一种非专一型聚酚酶,在一定程度上可与树脂反应,可以催化好氧污染物的酚羟基基固,生成苯氧自由基和水。     

模拟漆酶——Ⅰ.铜和弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂的复合物Cu-D370模拟漆酶催化漆酚氧化聚合成膜的红外光谱分析

用红外光谱研究了Cu-D370催化漆酚氧化聚合交联过程。在漆酚氧化聚合阶段,漆酚醌的特征吸收峰先涨后落;三取代苯型结构变为四取代联苯型;共轭双烯型结构变为共轭三烯型;并出现Ar-O-R型醚结构。所以漆酚的氧化聚合反应主要发生在苯环上。在漆酚聚合物交联阶段,双键数目迅速减少,共轭三烯也减少。而α,β—不饱和醛或酮以及不饱和醚型结构却逐渐增加。所以交联反应主要发生在漆酚的侧链上。这些结果表明,在漆酚氧化聚合交联过程中Cu-D370模拟了漆树酶和固定化漆树酶的催化作用。     

淀粉酶处理对竹材防霉性能的影响

毛竹竹材由于富含淀粉和糖,在适宜的条件下极易受到以此为食的各种霉菌的侵害,给竹材加工业造成重大的损失,因此必须进行竹材的防霉保护。传统的化学药剂浸渍竹材,虽然防霉效果优异,但因其含有对人体有害的化学物质或重金属成分,长期使用会影响人类的身体健康。而利用生物酶进行竹材的防霉处理,不但简便高效,而且绿色无毒。在研究过程中采用7种不同酶量的淀粉酶溶液来处理竹材样品,同时对比了最适加酶量下3种不同处理时间和3种不同处理温度对竹材样品防霉的效果。试验结果表明:随着淀粉酶处理液中酶量的增加,竹材样品的淀粉和还原糖含量下降明显;淀粉酶处理液的处理时间对降低竹材淀粉和还原糖含量起到关键作用,适当延长竹材的酶处理时间有益于降低竹材的淀粉和还原糖含量;适合的淀粉酶处理温度能提高淀粉酶水解效率,降低竹材淀粉和还原糖含量。在竹材的防霉试验中,经淀粉酶溶液处理过的竹材,对3种霉菌(黑曲霉、桔青霉和绿色木霉)均有很好的抗霉效果;随着淀粉酶处理液酶量和处理时间的增加,竹材的防霉性能有了明显的提高。结果表明,最佳淀粉酶处理工艺为:酶量120 U/mL,酶处理时间36 h,酶处理温度95℃。研究结果可为竹材的防霉研究提供参考。     

漆酶的研究进展

漆酶是一种金属糖蛋白,属于多铜氧化酶家族,它分布于动物、植物、真菌、细菌当中。漆酶能够通过自由基-催化反应机制利用氧气作为电子受体直接氧化芳香族化合物底物或者介体,然后在介体的介导作用下氧化大分子的木质素或者氧化还原电势较高的非酚型芳香族化合物。漆酶在纸浆造纸、印染废水处理、食品工程、有机合成以及生物能源当中有着重要的应用前景。     

漆酶对木质素磺酸盐生物改性的研究

本研究由白腐菌液体培养基制得的粗漆酶改性麦麦草木质素磺酸盐。处理后木质素磺酸盐分子量分布明显向高分子量方向移动,木质素磺酸盐溶液的色度随之加深的同时,其分散性能得到明显氡改善,并且在此处理过程中漆酶具有很好的稳定性。