白腐菌在木质纤维素降解中的应用进展

木质素由于具有各种生物学稳定的复杂键型而不易被微生物降解,进而阻碍了纤维素的降解利用,而纤维素是重要的能源性物质,同时又是纸浆的主要成分,因此有效利用木质纤维素的关键是木质素的去除。本文总结白腐菌在生物制浆、乙醇制备的预处理、堆肥和饲料的制备方面的应用,概括提高白腐菌利用效率的方法,并对使用白腐菌处理木质纤维素材料进行展望。     

6种木材白腐菌对山杨材木质素分解能力的研究

由于不同的木材腐朽菌的生理特性不同 ,所分泌的酶及酶的活性各不相同 ,因此 ,不同的腐朽菌分解木材的各种成分及相对速度就各不相同 ,而且对于木质纤维基质会有不同的中间代谢产物。本项研究选择了火木层孔菌 (Phelliusigniarius)及另外 5种木材分解能力较强的阔叶树上的白腐菌 :粗毛盖菌 (Funaliagallica)、三色革裥菌 (Lenzitestricolor)、冬拟多孔菌 (Polyporellusbrumalis)、偏肿拟栓菌 (Pseudotrametesgibbosa)和血红密孔菌 (Pyc noporussanguineus) ,研究了它们对山杨木材木质素的分解能力 ,测定了经 6种白腐菌分解一定时期的山杨木材木质素的含量 ,作为木材白腐菌对山杨木材木质素生物降解机制的初步研究 ,旨在为山杨木材生物制浆造纸提供应用基础理论研究 ,同时也可为木质素合理的生物转化为有用的化学品、生物漂白、酶处理防止机械浆的返黄、废水治理、纤维素酶解糖化的微生物前处理等提供相关的借鉴研究 ,以期在生产实践中减轻环境污染并充分利用木质素资源。在无菌的条件下 ,将山杨木片样品分别放入以上 6种白腐菌的平板培养基中受菌侵染 ,一定时间后取出 ,去除木片表面的菌丝体 ,然后分别测定未腐朽材和受菌侵染 4 0d、6 0d、80d和 12 0d时木片样品中木质素的含量 ,分析 6种白腐菌对山杨木     

3种白腐菌木质纤维素酶活性及酶相关基因的TRAP标记遗传多态性

【目的】木质纤维素是重要的可再生资源,白腐菌对降解木质纤维素具有特殊的优势。研究3种白腐菌的生物学特性、酶学活性以及菌种间的遗传多样性,系统分析3种白腐菌木质纤维素酶的表达与相关基因多态性的关系,为高产木质纤维素酶菌种选育提供理论基础,为白腐菌木材降解分子机制的研究提供科学依据。【方法】以云芝栓孔菌、火木层孔菌和松杉灵芝3种白腐菌为研究材料,测定在不同培养温度下固体培养基中菌落的生长速度和液体培养基中的生物量变化,利用比色法测量白腐菌5种木质纤维素酶活性,运用目标区域扩增多态性( TRAP)分子标记分析3种白腐菌的木质纤维素降解相关酶基因的多态性。【结果】在不同温度下(23,28℃),3种白腐菌在PDA固体培养基上的生长速度均为云芝栓孔菌＞火木层孔菌＞松杉灵芝,云芝栓孔菌和火木层孔菌在28℃的生长速度高于23℃,而松杉灵芝在23℃培养生长更快;液体培养基中云芝栓孔菌的生物量高于火木层孔菌和松杉灵芝。3种白腐菌木质素相关酶活性受木屑诱导显著提高,木质素酶活性最高的是漆酶,其次是木质素过氧化物酶,最低的是锰过氧化物酶;纤维素酶的表达在3种白腐菌中无显著差异,但外切纤维素酶活性明显高于内切纤维素酶活性,玉米秸秆为碳源诱导产生的纤维素酶活性明显高于木屑碳源样品。云芝栓孔菌更偏好于木质素酶的表达,而火木层孔菌和松杉灵芝则更偏好于纤维素酶的表达。TRAP分子标记扩增结果显示,木质素酶相关基因的6对引物共产生109条条带,多态性条带为79条,多态性百分比为72.47%;纤维素酶相关基因的11对引物共产生198条条带,多态性条带为140条,多态性百分率为70.70%。【结论】通过生长速度、生物量、木质纤维素酶活性的检测以及 TRAP 分子标记结果表明3种白腐菌在种间具有较高的遗传差异。3种白腐菌木质素酶活性的大小与其酶基因多态性之间没有明显的对应关系;3种白腐菌纤维素酶活性大致相同,其基因多态性也比较一致。     

木材白腐菌对木质素生物降解机制的初步研究

通过测定6种白腐菌火木层孔菌Phellinus igniarius及粗毛盖菌Funalia gallica、三色革裥菌Lenzites tricolor、冬拟多孔菌Polyporellus brumalis、偏肿拟栓菌Pseudotrametes gibbosa和血红密孔菌Pycnoporus sanguineus分解山杨材一定时间后的木质素含量，研究木材白腐菌对山杨材木质素生物降解机制。测定结果表明，按照木质素的减少百分率，这6种白腐菌对山杨材木质素的分解能力依次为血红密孔菌、偏肿拟栓菌、三色革裥菌、冬拟多孔菌、冬拟多孔菌、火木层孔菌；6种白腐菌对山杨材木质素及综纤维素的分解量X1、X2及分解时间Y这3个量之间存在多元回归关系；冬拟多孔菌是较多分解木质素、较少分解纤维素的木材白腐菌。     

白腐菌预处理在生物质材料中的应用

白腐菌经长期的生物进化,形成了一套独特的生理生化机制和强大的降解代谢能力,在木质和非木质材料预处理中都有广泛的应用。介绍了白腐菌特点及其降解木质素机理,对近年来国内外白腐菌预处理在生物质材料改性中的应用进行综述,重点论述了白腐菌预处理在改善渗透性、提高产氢量、生物制浆、糖化和醇解、堆肥以及饲料预发酵等方面的研究进展,并提出未来白腐菌在生物质材料领域应用的研发重点,为生物质材料的合理利用提供参考。     

6种白腐菌腐朽后的山杨木材和木质素官能团变化的红外光谱分析

选择火木层孔菌及 5种木材降解能力较强的阔叶树上的白腐菌 :粗毛盖菌、偏肿拟栓菌、三色革裥菌、冬拟多孔菌和血红密孔菌 ,采用国内外红外光谱分析的标准方法 ,用傅里叶红外光谱仪测定未腐朽材木粉和受 6种白腐菌腐朽 12 0d后的腐朽材木粉试样的红外光谱图。刮取未腐朽的山杨木材样品和受 6种白腐菌腐朽 12 0d时的山杨木材样品表层少许 ,在干燥条件下 ,分别放入KBr中 ,磨细 ,压片 ,然后在FTIR光谱仪上进行测定 ,得到经 6种白腐菌降解 12 0d后的木材木粉和未腐朽材木粉其木材和木质素官能团谱峰位置和谱峰相对吸收强度的振动变化状况 ,进而分析腐朽后的山杨木材和木质素官能团的变化情况 ,以作为木材白腐菌对山杨材生物降解机制的进一步研究。结果表明 ,受 6种白腐菌腐朽后的山杨木材和木质素官能团都受到一定程度的降解 ,但各自的变化情况有所不同。对木质素的降解主要是存在于侧链上 ,虽然苯环骨架变化不明显 ,但木质素苯环间的羰基、CH2 结构、紫丁香基和愈疮木基等侧链已部分被降解。从各吸收峰相对吸收强度的变化大小来看 ,血红密孔菌、冬拟多孔菌、三色革裥菌和偏肿拟栓菌对木质素降解的程度大于粗毛盖菌和火木层孔菌对木质素降解的程度     

几种真菌产木质素降解酶的比较研究

通过PDA-Bavendamm平板显色反应、PDA-RB亮蓝显色反应、变色圈试验,获得选择性降解稻草木质素的高酶活菌株:糙皮侧耳、彩绒革盖菌和粗毛栓菌。液态产酶活性试验结果表明,粗毛栓菌是供试菌株中Lac、Mnp、Hcel的高产菌株。粗毛栓菌出现2次产Lac酶高峰,分别为第6天和12天,12天产Lac酶达894U/L;产Mnp酶高峰出现在第6天,达185 U/L;在18天时出现产Hcel酶高峰,产酶达62.7U/L。     

白腐菌糙皮侧尔漆酶性质及其对蒽醌染料脱色性能的研究

白腐菌糙皮侧尔(Pleurotus ostreatus strain 3.42)分泌胞外漆酶，但未发现分泌木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)、每升反应液以0．5mmol 2，2′-连氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)和0．1mmol的Cu^2 为诱导剂可明显提高漆酶酶活，酶活分别可达1000和800U／mL。与其它真菌漆酶相比，该酶最适反应pH值为3．5，在pH值4．0～6．0之间酶活性稳定；最适反应温度为65℃，在醋酸缓冲液(pH值5．0)中，反应温度低于50℃时，漆酶非常稳定；该酶对对-甲氧基酚的氧化速度要快于邻-甲氧基酚。叠氮化钠对该漆酶有强烈的抑制作用。蒽醌染料活性艳蓝KN-R(RBBR)可被该漆酶(30U／mL)直接脱色，12h脱色率为70％；添加小分子的介体物质ABTS(5μmol／L)，可使染料完全脱色。     

白腐菌在生物制浆中的应用研究进展

介绍了木质素的成分及其生物可降解性,白腐菌在生物制浆中的作用及机理;综述了白腐菌在生物制浆中的研究进展,提出了生物制浆有待深入研究及解决的问题。     

木质素的研究进展

对目前木质素研究所涉及到的降解菌株和降解酶类,木质素合成的基因工程调控,其他酶和小分子作用等方面的研究进行综述,并对木质素的应用进行介绍。     

真菌降解木质素的研究现状

在介绍木质素结构的基础上 ,从降解木质素的菌种及主要酶、产酶的条件 ,分析了真菌降解木质素的研究现状 ,介绍了真菌降解木质素及其酶的应用 ,并提出了存在的问题及发展方向     

灵芝属木质素降解高效菌株筛选

The diagnostic methods of extracelluar oxidase mat were used to select lignin-degrading enzymes producers among nineteen Ganoderma lucidum fungal strains. The results showed that the producing laccase activity of G.sp.var. Tianzhi was the highest,followed by that of G.lucidum 10 and G.lucidum 8.The producing lignin peroxidase activity of G.sp.var Tianzhi was the highes, and the producing Manganese peroxidase activity of G.sp.var yuanzhi 6 and G.lucidum G8 were the highest, followed by that of the G.sp.var. Tianzhi and G.lucidum 10. It was found that G.sp.var Tianzhi, G.sp.var. Yuanzhi 6, G.lucidum 8 and G.lucidum 10 showed the highest lignin-degrading enzymes activity.     

复合白腐真菌菌剂修复原油污染土壤

模拟大庆原油污染土壤,研究不同接种量和土壤湿度条件下,复合菌剂(采用产酶量高的东北土著白腐真菌:青顶拟多孔菌Polyporellus picipes+糙皮侧耳菌Pleurotus ostreatus+偏肿拟栓菌Pseudotrametes gibbosa)对原油的降解效果及土壤的pH变化规律。结果表明,复合菌剂的接种量越高,对石油的降解率也越高。复合菌剂在投加前40 d对石油的降解效果明显,尤其前20 d降解效果极其显著。保持一定的土壤湿度,有利于复合菌剂对石油的降解.在第20 d,在定期添加蒸馏水的条件下降解率达到33.43%,原油的残余量减少了16.571g/kg,比同期不添加蒸馏水的多去除8.762g/kg。     

白腐菌预处理对丙酸蒸解玉米芯制备纤维素的影响

探讨了白腐菌预处理对丙酸蒸解法制取纤维素的影响.在白腐菌对玉米芯进行预处理过程中,赖锰过氧化物酶(MnP)、木质素过氧化物酶(LiP)、漆酶、木聚糖酶和纤维素酶的酶活分别在第5、 6、 7、 10和 15 d 达到最高值,分别为1.326、 10.25、 0.062 7、 0.33和 403 U/g.利用响应面分析法确定丙酸蒸解玉米芯最佳工艺条件为:料液比1∶ 10(g∶ mL),蒸解时间 70 min,丙酸质量浓度 900 g/L,产物中纤维素的质量分数为 91.09%.玉米芯经白腐菌预处理 10 d 后再用丙酸进行蒸解处理,产物中纤维素的质量分数和保留率分别为 97.12% 和 94.70%,而半纤维素和木质素的质量分数仅为 0.96% 和 0.92%.     

镍基和均相酸催化废弃木质素的溶剂热降解

采用热化学方法降解木质素生成单体和低聚体产物。通过改变溶剂和使用均相酸、镍基催化剂,促进木质素热降解,提高油收率,改善油品质。结果表明:在密封条件下,250℃反应1 h甲醇和水协同促进了木质素降解。水/甲醇/甲酸溶剂中反应的残渣率降低至14.9%,油收率提高至44.1%。添加均相酸HCl、H3PO4和非均相催化剂Ni、Ni/Si O2-Al2O3,促进了原料裂解,抑制了产物缩合,反应生成单体、二聚体为主的油产物。Ni/Si O2-Al2O3催化促进了不饱和脂肪烃的重整和含氧官能团的减少,油收率显著下降。Ni催化则能够同时获得更好的油品质和较高的油收率(41.7%)。     

碱木质素和PUF的降解产物对聚氨酯材料结构和性能的影响

以碱木质素和聚氨酯泡沫(PUF)的降解产物为添加剂制备复合聚氨酯泡沫材料,并表征了微观结构、表观密度、压缩性能、保温性能等。结果显示,碱木质素可提高与复合基体之间的相容性,原因是其存在强烈的氢键缔合作用。扫描电镜测试显示,碱木质素和PUF的降解产物对材料的微观结构有很大的影响,加入碱木质素有利于提高压缩模量,其压缩模量为146.44 MPa,加入PUF的降解产物会降低压缩模量,其压缩模量为101.59 MPa,而没有加碱木素也没有加PUF降解产物的其压缩模量108.53 MPa。PUF的降解产物的添加降低了样品的保温性能,加入PUF的降解产物的样品的导热系数为PUF降解产物的样品的导热系数为0.032 5 W/(m.K)而不加PUF降解产物的样品的导热系数为0.022 6 W/(m.K)。