不同培养条件对云芝(Coriolus versicolor)木质素降解酶产酶影响的研究

本文研究了不同培养条件对云芝（Coriolusversicolor）三种木质素降解前产酶的影响，发现三种木质素降解酶即水质素过氧化物酶（Lip）、赖锰标木质素过氧化物酶，（Mnp）和漆酶的产生和培养条件关系很大，添加黎芦醇（VOH）能显著地提高三种酶的产量，当VOH浓度为1mmol／L时，可使木质素过氧化物酶产量提高10倍，添加Mn2＋对赖锰木质素过氧化物酶有促进作用，但对木质素过氧化物酶有抑制作用。提高其它微量元素（Cu2+，Fe2+,Zn2+，Ca2+）等同样能显著促进三种酶的产生。采用30信浓度时，赖锰木质素过氧化物酶的量要比1培浓度时提高6倍。三种酶的最适产酶pH相差很大，木质素过氧化物酶在pH4．5～5．5左右，赖锰木质素过氧化物酶在PH5．5～6.5左右，而漆酶则抵达pH3．5～4．0．Tween80在低浓度时（0.01％-0.02％）有一定的促进作用，而在高浓度则有抑制作用。C／N比则是影响产酶的另一因素，低碳培养基比低氮培养基更适宜三种木质素降解酶的产生。同时，在低氮培养基和低碳培养基下，上述因素对三种酶产生的影响也存在显著差异。这有可能是云芝的木质素降解酶在不同的C／N下其产生机理存在差异。     

白腐菌木素过氧化物酶发酵条件及其酶液对稻草降解的研究

研究营养条件对白腐菌合成木素过氧化物酶(ligninperoxidase,LiP)的影响。在最适培养条件下,第6天获得7560U/L的酶活。利用LiP粗酶液在体外直接降解稻草,3天后Klason木素的降解率为8.7%,经红外光谱分析其降解产物,推断LiP粗酶液在体外降解稻草的反应主要是氧化反应。     

碱预处理糠醛渣性质及其纤维素酶解研究

以糠醛渣为原料进行碱法预处理,对比了处理前后的样品成分、结晶度、表面特性、红外谱图的变化以及对纤维素酶解的影响。研究结果表明:经NaOH处理样品,木质素脱除量随着温度升高而增加,120 ℃ 处理后的样品木质素脱除了 10.22 %,而碱性过氧化氢处理样品木质素脱除率达到 12.6 %。NaOH预处理后的样品酶解糖化率随处理温度的升高而降低。每克纤维素加入纤维素酶 12 FPU、纤维二糖酶 15 IU,120 ℃ 经NaOH预处理样品,酶解 72 h 后糖化率为38.6%,比原料糠醛渣低21.0个百分点,而经 60 ℃,6 h 碱性过氧化氢处理后的样品,酶解 72 h 糖化率可达到 86.6 %,比原料糠醛渣高27.0个百分点。NaOH预处理后样品红外谱图检测,证明生成了新的醚键。碱法预处理后的样品结晶度要比未处理的样品的稍高,且表面更加光滑。     

新型聚氨酯助剂——酶解木质素的研制

研究了采用无机碱性水溶液和有机溶剂从玉米秸秆发酵制备乙醇的残渣中分离得到酶解木质素的方法.结果表明,用有机溶剂提取后的残渣继续用无机碱水溶液再次提取,酶解木质素的产率为25%～35%,其红外光谱与磨木木质素红外光谱相似.酶解木质素的分子中含有丰富的苯环、酚羟基和醚键等官能团,具有较高的反应活性,能直接用于聚氨酯的改性.     

选择性降解木质素白腐菌筛选的研究

对国内外15种产漆酶的白腐菌进行初步筛选,从中获得7株产漆酶活性较高的菌株。经对木材降解能力的分析及在培养过程中所产各种酶酶活的测定,得到了2株产漆酶酶活高、降解木质素选择性优良的菌株,其中Flammulinavelutipes和My-1两菌株经14天液体培养,漆酶酶活高达214IU/mL和231IU/mL。杨木经其处理30天后木质素降解率达到22.67%和15.46%。     

玉米秸秆木质素降解过程的CP/MAS 13CNMR和SEM表征

利用黄孢原毛平革菌对玉米秸秆木质素进行降解处理,通过CP/MAS 13 CNMR和SEM研究降解过程中木质素的结构变化。CP/MAS 13 CNMR结果表明:玉米秸秆木质素降解过程中,作为木质素结构单元主要连接方式的β-O-4键基本上没有被降解;木质素单位苯环的甲氧基含量稍有增加;S/G值降低,推断反应过程中紫丁香基优先参与反应。SEM结果表明:降解后的木质素空穴增多且增大、颗粒物质减少,主要是由于酶解木质素中大量碳水化合物的降解所致;比木质素更容易降解的纤维素和半纤维素也存在于样品中。CP/MAS 13 CNMR为木质纤维原料结构的定性和初步定量提供了可能,是传统定量表征手段的有力补充,具有一定的研究意义。     

长孢被孢霉PFY降解木质素的初步研究

为了研究高效降解木质素类化合物,利用木质素磺酸钠为唯一碳源,采用苯胺蓝和愈创木酚平板法从土壤分离、筛选得到一株具有高降解木质素活性的丝状真菌,经鉴定为长孢被孢霉PFY(Mortierella elongataPFY)。在添加0.5g/L葡萄糖,最适氮源及浓度为1.5g/L硫酸铵,底物浓度为2g/L,30℃,pH=7.0的条件下,木质素降解率可达52.4%。通过对木质素降解特性的初步分析表明,在该降解过程中主要起作用的是木质素过氧化物酶和漆酶。这为以稻草秸秆为代表的生物质废弃物资源化提供了借鉴,也有利于造纸黑液中木质素的回收利用。     

NaOH/AQ预处理对玉米秸秆脱木质素及酶解性能的影响

对玉米秸秆进行氢氧化钠/蒽醌（NaOH/AQ）去木质化预处理,考察了预处理温度、时间和NaOH用量对玉米秸秆脱木质素程度的影响,并探讨了脱木质素程度对提高预处理后物料酶解性能的影响。L₉（3⁴）正交试验得出较适宜预处理工艺条件为：温度160℃,时间60 min,NaOH用量（以绝干原料质量计）2.8%;其他条件为AQ用量0.05%,固液比1：5（g：mL）,此时木质素脱除率为75%,酶解后聚糖转化率达到73.79%。随着物料脱木质素程度的提高,其酶解效率相应增加;当木质素脱除率达到一定程度后,预处理后的聚糖转化率达到最大值,继续提高木质素脱除率,聚糖转化率反而降低。响应面优化的酶水解工艺条件为纤维素酶用量30 FPU/g,β-葡萄糖苷酶10 IU/g,反应时间72 h,温度50℃,底物质量分数2.5%,此时还原糖得率为85.62%。对酶解液进行HPLC分析,酶解液中的葡萄糖质量浓度为14.83 g/L,木糖质量浓度为4.83 g/L。XRD分析显示,预处理前后纤维素的晶型没有变化,而结晶度由31.40%提高至46.91%,表明物料中木质素和半纤维素发生了不同程度的溶出。     

木质素降解酶的酶活测试方法的评价与分析

作为最丰富的可再生有机芳香族聚合物之一,木质素的生物降解和利用具有较好的环境、经济和社会效益,但繁多的木质素降解酶活测试方法为生物降解木质素的相关研究带来一定困难。本文围绕已发现的5种重要木质素降解酶（漆酶、锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶、多功能过氧化物酶和染料脱色过氧化物酶）,针对其来源、特性和酶与底物的作用机理,深入地比较和分析了多种木质素降解酶酶活测试方法。通过对ABTS法、 2,6-DMP法、藜芦醇法、天青B法和其他特色方法从原理到应用的综合讨论,全面评估了上述方法的底物多样性、测试条件及适用范围。此外,本文还针对木质素降解酶酶活测试研究中所存在的主要挑战提出了解决思路,旨在为生物法降解木质素及其高值化利用的研究提供有效参考和策略。     

产纤维素酶放线菌的筛选鉴定及其对玉米秸秆的降解

从寒地黑土中筛选得到一株对纤维素具有降解能力的菌株,观察该菌株的形态特征并对其进行分子生物学鉴定。采用响应曲面法对该菌株降解玉米秸秆的条件进行优化,并对玉米秸秆降解前后的结构变化、主要成分变化进行观察和测定。结果表明:该菌编号为GS-4-21,其透明圈与菌落直径的比值(D/d)为5.54±0.20,滤纸酶活、纤维素外切酶活、纤维素内切酶活和β-糖苷酶酶活分别为11.94±0.51、12.07±0.43、32.94±0.83和30.87±1.04 U/mL。经鉴定菌株GS-4-21属于链霉菌属。当以体积分数3%接种至pH为6的发酵培养基中,28℃、160 r/min发酵5 d时,玉米秸秆的降解率可达23.54%。SEM结果表明:菌株GS-4-21具有较好的纤维素降解能力。玉米秸秆中纤维素、半纤维素、木质素的降解率分别为30.33%、31.95%、18.91%。     

好氧生物预处理时间对玉米秸秆水解酸化的影响

以玉米秸秆为原料,先经复合菌系进行好氧生物预处理,然后接种厌氧污泥进行厌氧发酵,考察了预处理时间对厌氧发酵的影响,并测定木质纤维素结构及含量变化、关键性酶活、微生物多样性和厌氧发酵酸化产量。研究结果表明：随着预处理时间的延长,玉米秸秆的结构逐渐被破坏,木质素过氧化物酶活性逐渐降低,木聚糖酶和纤维素酶活性逐渐升高,最高分别达0.879和0.025 7 U/mg。放线菌、芽孢杆菌和曲霉菌是秸秆好氧生物预处理中的优势菌群。玉米秸秆经好氧生物预处理2 d,厌氧发酵产酸效果最佳,乙醇和挥发性脂肪酸产量为249.3 mg/g,比未处理提高了46.73%;玉米秸秆经好氧生物预处理5 d,乙醇和挥发性脂肪酸产量为138.2 mg/g,比未处理降低了18.66%。过长的玉米秸秆好氧预处理时间会使玉米秸秆中半纤维素、纤维素过度降解,这是造成玉米秸秆厌氧发酵产酸量下降的主要原因。以能源化、资源化为目的的玉米秸秆厌氧发酵预处理时,利用复合菌系好氧生物处理作为其预处理方法,应严格控制预处理时间,避免因为纤维素、半纤维素过度降解导致的产品产率下降问题。     

Improving physicochemical characteristics and anaerobic digestion performance of rice straw via ammonia pretreatment at varying concentrations and moisture levels

Rice straw physicochemical characteristics and anaerobic digestion(AD) performance via ammonia pretreatment at varying ammonia concentrations(2%, 4%, and 6%) and moisture contents(30%, 50%, 70%, and 90%)under a mild condition were investigated. The results showed that the ammonia pretreatment effectively damaged the rice straw structure, increased the soluble organic concentration, and improved rice straw hydrolysis and AD performance. After pretreatment, the ester bond and ether bond were ruptured in lignocellulose and the volatile fatty acids(VFAs) were within the range of 1457.81–1823.67 mg·L~(-1). In addition, ammonia pretreatment had high selectivity on lignin removal, resulting in a maximum lignin removal rate of 50.80%. The highest methane yield of rice straw was 250.34 ml·(g VS)~(-1) at a 4% ammonia concentration coupled with a 70% moisture content, which was 28.55% higher than that of the control. The result showed that ammonia pretreatment of rice straw is technically suitable to enhance AD performance for further application.     

促进玉米秸秆酶解效率的化学预处理方法比较

分别用八种化学方法对玉米秸秆进行预处理,将预处理后的试样用纤维素酶在最优条件下催化水解,初步比较了不同的化学方法在促进玉米秸秆酶解糖化方面的效果。通过比较各试样酶解后产糖量大小,得到最佳的预处理方案:采用0.176%(m/V)NaOH及0.9%(V/V)H2O2混合液在常温下按固液比1∶50振荡作用24 h,即在纤维素酶用量为50 FPU/g时,产糖量可从0.055 g/g提升到0.333 g/g,提高了83.51%;此时的木质素降解量亦为最大,达到了49.8%,此结果表明木质素的降解有利于纤维素酶敏感性的提高。     

Influence of Supercritical CO2 Pretreatment of Corn Stover with Ethanol‐Water as Co‐Solvent on Lignin Degradation

The process of delignification during the pretreatment of corn stover in supercritical CO₂ with ethanol‐water as co‐solvent was investigated. After pretreatment, many lignin droplets were found deposited on the fiber surface which hinder cellulose digestibility. These lignin droplets were removed by ethanol‐water and after washing the optimal glucose yield increased significantly. Lignin degradation reactions competed with condensation reactions during pretreatment. The cleavage of ether bonds and the high solubility of lignin fragments in ethanol‐water co‐solvent were the key factors for lignin removal and degradation behavior during pretreatment.     

黄孢原毛平革菌的降解机制及其应用

黄孢原毛平革菌产生的胞外酶由木素过氧化酶、锰过氧化酶和己二醛氧化酶等组成，对染料废水有降解功能．并具有传统处理方法所无法比拟的优点。本文对黄孢原毛平革菌的降解机制和在工业上的应用做一简要综述。有16篇参考文献。     

碱性条件下稻草NH4OH-KOH蒸煮黑液的絮凝处理

利用聚合氯化铝-聚丙烯酰胺处理稻草NH4OH-KOH蒸煮黑液。系统讨论了聚合氯化铝用量、聚丙烯酰胺用量、反应温度和黑液pH值等工艺参数对絮凝效果的影响,继而确定了适宜絮凝工艺条件。结果表明,该絮凝体系对黑液COD去除率为68%,木质素去除率为92%。仪器测试表明絮凝沉淀物中除含有大量木质素外,氮、钾等营养元素的含量分别为23. 73%、6. 24%(均为干基),为絮凝沉淀物制备固体有机肥料创造条件;上层清液pH 为9. 20,呈碱性,杂质含量低,补加NH4OH/KOH后可作为蒸煮液循环使用,使稻草制浆更易于实施清洁生产。     

碱木质素的微波氧化降解(英文)

The effects of oxidant dosage,oxidation temperature and time on the degradation of soda lignin by hydrogen peroxide with and without the presence of microwave irradiation were investigated.It is found that the oxidative degradation of lignin includes the cleavage of ether bond inβ-O-4 structure,the partial destruction of aromatic ring,and the re-condensation of the degraded lignin.Compared to the conventionally heated oxidation of lignin,the microwave irradiation efficiently facilitates the degradation of the lignin with high molecular weight and the re-condensation of that with low molecular weight at a low oxidant dosage,low oxidation temperature,or a short oxidation time,which leads to the formation of the degraded lignin with narrower molecular weight distribution and lower molecular weight.Additionally,the lignin degraded in the presence of microwave irradiation has the characteristics of higher content of phenolic hydroxyl group,lower content of methoxyl group,and lower degree of condensation,which enhances the reactivity of lignin.Therefore,the oxidative degradation of lignin assisted by microwave irradiation may be a new pretreatment approach for efficiently utilizing the soda lignin.     

Removal of residual lignin of ethanol‐based organosolv pulp by an alkali extraction process

Organosolv pulps usually have high kappa number. This research investigated an alkaline extraction method prior to bleaching for reducing the kappa number of organosolv pulp. Ethanol wheat straw pulp with a kappa number of 58.2 was extracted with 1% NaOH solution. The results show that the ethanol pulp has a large amount of lignin particles on the fiber surface. After 1 min alkali extraction, the kappa number of the ethanol pulp is reduced by 60%, to 22.2, and both the number and the size of the lignin particles on the fiber surface are significantly reduced. In comparison with a further ethanol washing/extraction, the alkali extraction is much more effective in terms of lignin removal. X‐ray photoelectron spectroscopy results show that a thin layer of lignin remained on the fiber surface after alkli extraction, but this did not reduce the internal bond strength. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2007