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1、哈尔滨建筑工程学院学报。吕7年第`胡单宁的生物降解途径及规律的研究任南琪张自杰(给水排水教研室),,本文根据凝缩类单宁的化学结构及零星资料运用生物化学理论提出了在好氧菌作用下凝.,.缩类单宁生物降解途径的设想该途径揭示出单宁分解产物中除间苯二酚不能故利用外其它.中间产物均可通过三狡酸循环得到彻底氧化本文还采用摇瓶试验对单宁的生物降解规律进行了研究.试验结果证实,单宁不仅是难生物降解物质,而且单宁及其中间代谢产物(黄酮类化合物及多元酚类)还是酶活性的抑制剂.关键词单宁,生物降解J一、引言,。单宁是含于植物林内的多元酚衍生物它在植物
2、体内的生理功能尚不十分清楚由,,于它具有结合蛋白质的性能所以可以抑制微生物酶和病毒的生长从而抵御微生物侵。,,入植物体内按化学结构特征单宁可以分为水解类单宁和凝缩类单宁两大类后者的、,【`’。分子结构更复杂更稳定在水溶液中不易被酸或酶所分解由于凝缩类单宁的分,,。子结构的复杂性目前国内外专家对其了解还远不及水解类单宁,单宁能够将生皮裸制成皮革所以在制革厂植物裸制过程中产生大量的含单宁废。,。水单宁的生物降解极其困难特别是凝缩类单宁当含有单宁的废水排入自然水体,,。中将对环境造成严重污染从而破坏自然生态平衡笔者选择落叶松单宁作为研
3、究对,。象这对研究凝缩类单宁的生物降解性熊有一定的理论意义和现实意义。,,落叶松单宁属凝缩类单宁一般认为其分子式如图1构成落叶松单宁的主要化weJ。、气l卜。州CH日一CH一C王{护厂(O日戈:,聚集度可达20图l落叶松单宁的分子式仁”。合物列于表构成落叶松单宁的主要化合物表“’刃钟尸.黄眼类化合物ǎ烷醇à无色非瑟定无色花青定”“。、介,专、2产口月、做产叹令斌1,3一2二术转一一丙醇,。迄今凝缩类单宁的生物降解途径及降解规律尚无人研究本文试图提出单宁生物,,降解途径的设想旨在进一步分析单宁的生物降解规律从而指导含单宁废水的生物
4、处。,理并通过试验结果来反证单宁降解途径设想的正确性二、试验装置与方法,。本试验采用摇瓶试验方法此法对于探讨难降解物质的降解规律是较为可靠的,15Omin,。试验仪器为THZ一82型恒温振荡器振荡速度为r/试验温度为20℃试25Oml,1,口。验所用的三角烧瓶为加入水样0ml用两层纱布和胶套封,。菌种为活性污泥经沉淀2小时后的上清液即为呈游离状态的细菌试样取自制革厂,、。的落叶松拷胶其单位重量的化学需氧量(COD)生化需氧量(BOD)及单宁纯。度列于表2中’`、BOO。及单宁值表单位重l考胶的COO2COD(拓)BODs(拓)单
5、宁(男)119.4三、单宁生物降解途径的设想,探讨单宁的生物降解途径不但对基础理论的研究有一定价值而且对研究制革废水。,目前单宁的生物降解途径还未有专题文献报道,的生物处理具有一定的实际意义然而一39一,。笔者仅根据单宁的化学构造及零星的资料运用生物化学理论提出初步的设想,。前已提及单宁主要是由黄酮类化合物中的黄烷醇缩合而成的在微生物的作用,、、,一一一下单宁可以分解成羌色花青定无色菲瑟定儿茶素以及13二苯基2丙醉等仁生’。黄烷醇【”,,。许多专家认为在好氧菌作用下黄酮类化合物可以被分解成多元酚和多元酸,Pseudomon,在污
6、水生物处理的活性污泥中存在大量的假单胞菌属(as)这类菌在好,氧条件下可以将儿茶素和懈皮素等黄酮类化合物降解生成草酞乙酸(见图2)而后草。`少助。“:.务玲,月八p从州吮OHO砂洲舫儿茶案毒叶杉素。。.”。“,`,、{矿祥丫(户丫’月“.”t丁荟J草酞乙酸。“.。_`八人Tl,几城,十r城’.Tl州侧O.目口懈皮索、日。.伽H。OC,一一时丫么性之减令+叱洲`洲气二曰邝洲C2图儿茶素及懈皮素在假单饱菌属作用下的降娜途径。`,酸乙酸可直接进入三梭酸循环而得到彻底氧化近年来的研究还表明们大多数芳香族、,一,化合物的环裂解之前都将生成
7、邻苯二酚原儿茶酸和25二经基苯甲酸而根据单宁的,,一,结构25二经基苯甲酸可能不出现因而可将某些黄酮类化合物的降解归结为生成邻。苯二酚和原儿茶酸〔5’,,一一一根据Norirhsl型反应13二苯基2丙醇的降解将产生大量的邻苯二酚和。【`’,间苯二酚(如图3)目前还未发现能够利用间苯二酚的细菌因而在单宁的降解:州`姚八ù一、”’:。;护岁侧拿艺一呱守+十“`甲闭,l,23一二苯策一一丙醉`一甲基邻苯二琳31,一·图3二苯墓-2丙翻的降解途径,。过程中间苯二酚几乎不能被降解,,酚类对微生物有毒害作用但微生物经驯化后对酚类(特别是对苯
8、酚和邻位多元一40一。,酚是有)降解能力的微生物对多元酚环裂解反应主要有苯环的邻位裂解和间位裂解:,,一,如邻苯二酚和原儿茶酸均为邻位裂解其产物均为顺顺己二烯二酸它们的进,er〔`’;4一一步降解Satin等(1973)认为遵循户酮基己二酸途径甲基邻苯二酚为间2
