产胞外蛋白酶微生物的筛选及污水处理中的应用进展
摘要:在污水中,蛋白质污染物占有相当大的一部分,为提高污水中的蛋白质的降解效率,选用蛋白酶降解污水中的有机物。而微生物则是蛋白酶的首选来源之一,从产蛋白酶微生物中提取蛋白酶应用于污水治理具有很好的应用前景。本文综述了产胞外蛋白酶微生物在污水治理方面的相关应用及在产酶微生物的筛选和鉴定方面的研究进展。
关键词:蛋白酶;污水处理;筛选;鉴定;微生物
随着人口激增以及工农业的发展,水污染问题日趋严重,但一直没有得到有效解决。水资源浪费以及各种污染问题愈演愈烈,导致淡水资源供求更加不均衡,水体环境和水体生态问题日益突出。水作为一种基本的生命元素,其整体质量不仅仅关系到人类的健康,更关系到整个地球生态环境的持续发展。加强水体净化及淡水资源的循环使用,成为人们必须要考虑的当务之急。
水体污染的主要原因是各种废水的直接排放,蛋白质也是污水中整个有机碳和有机物的重要组成部分。比如,乳品工业废水中的蛋白质组分达到总量的40%多[1]。其他的加工工业,如屠宰场、制革厂、鱼类或植物加工厂产生的废水中也含有相当大量的蛋白质,这些蛋白质有机物流入水体,不仅导致了水体本身的污染,同时也使得水体生态失衡,各种鱼类无法生存,而各种微生物及藻类则利用废水中的各种有机物迅速繁殖,加重了水体的污染,也给水体净化带来的困难。因此,如何去除水体中各种有害的有机物质,是水体生态恢复,成为全球高度重视的问题。
1微生物胞外蛋白酶在污水处理中的应用
对于水体富蛋白质的处理方式大致有物理化学处理法和生物处理法两类。物理化学法一般有絮凝法、膜分离法、等电点沉淀、电阻加热法等方法,虽然部分方法有着效率高的优点,但成本较高,操作繁琐,周期较长,存在污染[2]。生物处理法主要是利用微生物对水体中的蛋白质加以吸收利用或水解,在微生物迅速繁殖的同时,增加对水体蛋白质水解的效率。从本质上说是利用微生物的产蛋白酶的特性,将水体中的蛋白质消化水解。
蛋白酶是切割肽键的酶。其特性如底物特征、活性位点和催化机制变化很大。在物理和化学压力、pH值和稳定性温度特征方面也有不同,对底物具有广谱性。蛋白酶水解蛋白质比一些化学方法处理蛋白质要更加经济、环保,而利用微生物蛋白酶水解蛋白质可以达到重复利用的效果,可以避免化学方法对蛋白质本身带来的危害,重复利用也极大地降低了工业中的生产成本,提高了产品的经济效益[3]。
微生物是蛋白酶的最好来源。因为微生物生长迅速、成本较低;并能够较为容易通过基因改造形成高质量的品系,使其产出的蛋白酶更加高效将微生物蛋白酶应用到生活和食品加工工业污水的处理中,来解决水中的蛋白质废物、降低DBO是一种很有效的方式[4]。
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