氨化木质纤维的白腐菌降解

添加一定量的氨化麦草能促进白腐菌对木质纤维的分解作用,但如果氨化麦草的添加量超过20%,生长基质的重量损失又会下降,降解速率又会降低。比较添加氨化麦草和未添加氨化麦草生长基质经白腐菌降解后的纤维素含量,发现纤维素含量没有发生太大的变化。降解不同天数氨化木质纤维氮含量的变化显示,氮含量的降低率和木质素降解率的变化规律相一致,说明有机结合氮的释放和白腐菌对氮的吸收消耗与木质素的降解有一定的对应关系。     

三种白腐菌对木质纤维素降解规律的初步研究

以接种量1%、接种龄7天为基准,在天然培养基及室温条件下,探讨了三种白腐菌对稻草秸秆中木质纤维素的降解动力学特性。结果表明,对木质素的降解速率桦褐孔(Inonotus sp)最高,红平菇(Pleurotus djamor)次之,白韧(Trametes sp)最低;对纤维素的降解速率与此正好相反。三菌株对木质纤维素的降解呈现一定的选择性,其中桦褐孔(Inonotus sp)对木质素的选择性降解优势最明显,选择系数达到2.99。     

白腐菌Cyathus stercoreus预处理芦苇制浆的研究

对用白腐菌Cyathus stercoreus预处理芦苇制取化学浆进行了研究。实验结果表明,用Cyathus stercoreus固体发酵处理后的芦苇所制烧碱—蒽醌浆的白度和粘度要低于未经发酵处理的对比浆的白度和粘度,而Kappa值高于对比浆;这个结果表明,白腐菌Cyathus stercoreus 对芦苇中的纤维素,半纤维素和木质素均有不同程度的降解能力,且对纤维素和半纤维素的降解要高于对木素的降解。且在白腐菌Cyathus stercoreus预处理过程中所分泌的各种木素降解酶的作用下,芦苇木素既发生降解,也发生一定程度的聚合。     

白腐菌预处理对稻草化学组分及酶水解的影响

采用5株白腐菌预处理稻草,对预处理过程中产生的木质纤维素降解酶系以及稻草化学组分变化进行了分析,研究了预处理对后续纤维素酶水解效率的影响。研究结果表明,5株白腐菌在预处理期间(0~50天)均能检测到漆酶(Lac)、锰过氧化物酶(MnP)和纤维素酶(Cel)活性,但未检测到木质素过氧化物酶(LiP)活性。其中凤尾菇培养第20天Lac活性达到最高,为2244 U/L;平菇培养40天MnP活性最高,达771 U/L;凤尾菇和平菇的木质素降解选择性指数(SI)随着预处理时间延长呈上升趋势,培养至50天时平菇的SI达到1.87,比其它4株白腐菌表现出更好的选择性降解木质素能力。云芝4号、平菇和凤尾菇表现出良好的预处理效果,经此3菌株预处理50天的稻草粉,在每克底物20 FPU酶用量条件下用纤维素酶水解48 h,酶水解总糖转化率分别达到59.6%、56.3%和54.4%。     

固态发酵中纤维素基质降解过程初步研究

利用斜卧青霉(Penicillium decumbens JUA10)对汽爆麦草和淀粉质的混合基质进行固态发酵，通过分析各种成份及酶活力变化，研究了各成份的降解速率，并探讨了纤维素、半纤维素降解与纤维素酶、半纤维素酶酶活力的关系. 纤维素基质固态发酵中木质纤维素的降解过程实际是同步糖化发酵过程，还原糖不会积累形成对纤维素酶、半纤维素酶的反馈抑制；纤维素降解与纤维素酶的酶活性、半纤维素的降解与半纤维素的酶活性不成正比. 木质纤维素的降解难主要是木质纤维素结构造成的. 半纤维素的降解甚至比纤维素降解更慢，淀粉容易降解，木质素几乎不降解.     

固定化白腐菌对造纸废水的生物降解研究

就具有较强木质素降解能力的白腐菌对造纸废水的降解效果及条件进行了初步研究.分别采用固定化白腐菌和悬浮态白腐菌在不同接种量下对造纸废水进行降解,对降解过程中的白腐菌生长量、pH、COD、木质素含量等废水降解指标进行测定.结果显示两种不同状态下的白腐菌均能降解造纸废水,但它们的降解程度不同.其中固定化白腐菌降解木质素效果较好,且呈现较明显规律,说明固定化的白腐菌较悬浮态的白腐菌更具有降解造纸废水的潜在能力.     

一株用于印染废水脱色菌产漆酶条件的优化

脱色菌—白腐真菌主要用于纤维素、木质素的降解,在稻草降解、产酶量等方面报导较多,但对于用脱色菌-白腐真菌用于印染废水脱色菌种培养基优化报导较少。文章从白腐真菌产漆酶条件入手,试求对其产漆酶条件进行优化。     

木质纤维素微生物转化机理研究进展

木质纤维素是自然界中储量最大的可再生资源物质,由于木质素难以降解,阻碍了木质纤维素物质的生物转化利用,并且是相关工业生产中毒性污染物质的主要来源。自然界中存在的白腐真菌对芳香族化合物具有很强的降解能力,具有完整的木质纤维素降解体系,对这一体系的研究成为实现木质纤维素资源转化利用的关键,木腐微生物的存在,使人类通过廉价手段降解和利用木质纤维素成为可能。研究木腐微生物降解木质纤维素的机制,研究木质素降解酶类不同组分以及和小分子活性物质之间协同作用机理,筛选培育高效降解木质纤维素的菌种和木质素降解酶,为实现工业化转化利用木质纤维素奠定基础。     

不同云芝菌株腐朽杨木过程的扫描电镜研究

本文应用扫描电镜观察研究了白腐菌云艺（Coriolusvericolor）三个菌株腐朽杨木的过程，对试材的显微形态变化以及各菌株的降解特性进行了详细描述和探讨．实验结果表明，三个菌株降解木材的性能和方式存在着差异。NFU008对木质素和纤维素均具有很强的降解能力，它在腐朽早期优先降解胞间层中的木质素并能使纤维解离，在腐朽后期，它对纤维素产生强烈降解。NFU006对木质素和纤维素的降解是同时进行的，但对纤维次生壁中木质素的降解率明显高于对纤维素的降解率。NFU019降解木质素的能力相对较弱，但对纤维素的降解能力却很强，早期它以降解出生壁的木质素为主，而在腐朽后期它对纤维素产生剧烈降解。三个菌株最终均造成纤维细胞壁不同程度的减薄和破坏。     

利用农作物秸秆开发生物能源和有机肥初探

阐述了利用农作秸秆开发生物能源和有机肥的意义,介绍了白腐菌降解纤维素和木质素的机理及农作物秸秆制沼气和有机肥的方法,并讨论了预期效益和应用前景。     

Lignocellulose biodegradation in the biodrying process of sewage sludge and sawdust

Lignocellulose degradation is important when applying biodrying treatment to sewage sludge intended for land use. This study investigated the lignocellulose degradation in the biodrying of sewage sludge and sawdust. The experiment analyzed lignocellulose content, lignocellulase activity, humic substances, and fungal communities. After biodrying, lignin, cellulose, and hemicellulose degradation rates were 48.4, 38.8, and 45.0%, respectively. Carboxymethyl cellulase, lignin peroxidase, and xylanase played key roles. During the thermophilic phase, more than 80% of the microorganisms in the sample contributing to lignocellulose degradation were Ascomycota. The lignocellulose degradation and a rate of increase in humic acid/fulvic acid of 380% benefit land use of biodrying product.     

甲酸―盐酸体系下木质纤维素的组分分离

研究了常压下甲酸―盐酸体系中木屑的溶解规律,结合酸回收和碱沉方法实现了木屑的组分分离。经酸体系处理后的剩余物主要成分为纤维素,滤液经酸回收和碱沉后得到的沉淀是木质素,半纤维素全部水解。实验确定了最佳分离条件:在甲酸―盐酸(体积比3∶1)体系中,溶解温度为60℃,溶解时间为180min,液固比为10∶1,在此条件下,木屑的溶解率可达48.8%,木质素收率为23.2%。通过FTIR、XRD及NMR等方法对溶解后及甲酸回收后剩余物质的结构进行了分析确证。     

木质纤维原料组分分离的研究

从木质纤维原料预处理对微生物转化的必要性和回收利用半纤维素、木质素意义两个方面分析了木质纤维原料组分分离的必要性。木质纤维原料组分分离意味着木质纤维原料的精制,不是把木质纤维原料仅作为纤维素单一资源看待,而是把它视为一种多组分物料,将木质纤维原料精制成为具有一定纯度的各种组分,并分别加工成有价值的产品,这也是生物量全利用对于木质纤维原料预处理提出的新要求,赋予新的哲理思想。根据生物量全利用的要求,提出了木质纤维原料组分分离技术的新定性评价标准。根据利用汽爆和乙醇萃取法联合对麦草组分分离的研究结果,可提出一条经济可行的麦草组分分离的工艺过程,半纤维素和木质素回收率分别达到了80%和75%,纤维素酶解率达90%以上。     

微晶纤维素的FTIR研究

研究了两种不同晶型的微晶纤维素的傅立叶变换红外光谱及广角X-射线衍射谱。发现了纤维素Ⅰ型和纤维Ⅱ型的微晶纤维素的红外光谱在OH伸缩振动区均分裂为两个峰，并且它们的红外光谱的区别在于分子链堆砌的不同。     

秸秆中木质素对其超低酸水解过程的影响

以湖北稻草秸秆为研究对象,研究了超低酸水解木质纤维素的适宜条件,测定了适宜条件下的超低酸法水解15种不同种类秸秆的纤维素及半纤维素的转化率、还原糖得率及结晶度的变化。实验结果表明:秸秆投料量3 g、硫酸投料量45 mL(硫酸质量分数0.05%)、搅拌转速500 r/min、反应温度210 ℃、反应时间10 min为适宜的水解条件。对15种不同种类秸秆的水解结果统计得到,随着秸秆中木质素含量的增大,纤维素和半纤维素的转化率都逐渐降低,还原糖得率逐渐降低;通过SEM和X衍射分析水解前后的木质纤维素结构,得到了木质素影响水解过程的方式:1)木质素含量越大,纤维素的结晶度越大,纤维素的非晶化越困难,从而影响了纤维素的水解;2)原木质素不溶于反应体系且在酸性条件下相对稳定,富木质素层的木质素阻碍反应物与产物扩散,使富木质素层内的纤维素、半纤维素水解速率降低;3)木质素含量越高,木质纤维素的富木质素层越厚、强度越大,水解时难以从颗粒表面脱落,进一步降低水解速率。     

木质纤维素甲酸预处理及其组分分离

以玉米芯为研究对象,提出了常压中温条件下甲酸预处理木质纤维素组分分离的工艺. 在该体系中半纤维素迅速发生水解,大部分木质素被溶解,而纤维素基本不发生水解,经固液分离和甲酸回收实现了玉米芯全组分分离. 考察了预处理温度、时间和甲酸浓度对玉米芯各组分分离效果及水解产物(可溶性糖)含量的影响规律,结果表明,随着反应的进行,甲酸溶液中可溶性糖和木质素量先迅速增大,随后趋于平衡;在50~75℃间对各组分分离的影响不明显. 综合考虑分离效果和成本,选择最佳反应温度为60℃,处理时间为3 h,甲酸浓度为88%(w). 在该条件下,纤维素、半纤维素和木质素回收率分别可达91.4%, 88.5%和63.7%.     

低共熔溶剂预处理杨木水解渣拆解木质素

为高效去除木质纤维素中的木质素,获得富含纤维素的底物,实现木质纤维素组分的单一分离与组分全利用,制备合成了6种三元低共熔溶剂(deep eutectic solvent, DES),利用DES预处理已去除半纤维素的杨木水解渣,研究了6种低共熔溶剂对木质素去除和纤维素保留的影响,并优化获得了最佳的预处理工艺参数。结果表明,6种DES中苄基三乙基氯化铵-乙二醇-氯化铁(T-EG-Fe)的预处理效果最优,木质素去除率为80.46%,纤维素保留率为90.81%。优化得到T-EG-Fe预处理杨木水解渣最佳工艺条件为:反应固液比为1∶15,反应温度为130℃,反应时间为5h,在最优条件下预处理得到的固体残渣中纤维素质量分数为92.78%,木质素质量分数为5.33%。T-EG-Fe具有高效拆解木质素的潜力,在木质纤维素预处理过程中具有一定的应用价值。     

碱性双氧水法预处理木质纤维素

在采用木质纤维素制备燃料乙醇工艺中,纤维素酶对纤维素物质的可及性对纤维素的酶解过程非常重要,木质纤维素物质的预处理过程就是通过溶解木质素、半纤维素以及破坏纤维素的结晶结构,以提高纤维素酶的可及性.采用碱性双氧水法处理木质纤维素,应用部分重复因子设计的实验方法考察了反应时间(tR)、反应温度(Te)、双氧水用量(ch)、液固比(Vr)和 NaOH浓度(cb)5个因素对预处理效果的影响,确定tR＝18 h、Te＝70℃、ch＝1%、Vr＝8 g·L-1、cb＝10 g·L-1为较优化的条件.     

TG study on pyrolysis of biomass and its three components under syngas

Pyrolysis of sawdust and its three components (cellulose, hemicellulose and lignin) were performed in a thermogravimetric analyzer (TGA92) under syngas and hydrogen. The effect of different heating rates (5, 10, 15 and 20 °C/min) on the pyrolysis of these samples were examined. The pyrolysis tests of the synthesized samples (a mixture of the three components with different ratios) were also done under syngas. The distributed activation energy model (DAEM) was used to study the pyrolysis kinetics. It is found that syngas could replace hydrogen in hydropyrolysis process of biomass. Among the three components, hemicellulose would be the easiest one to be pyrolyzed and then would be cellulose, while lignin would be the most difficult one. Heating rate could not only affect the temperature at which the highest weight loss rate reached, but also affect the maximum value of weight loss rate. Both lignin and hemicellulose used in the experiments could affect the pyrolysis characteristic of cellulose while they could not affect each other obviously in the pyrolysis process. Values of k₀ (frequency factor) change very greatly with different E (activation energy) values. The E values of sawdust range from 161.9 to 202.3 kJ/mol, which is within the range of activation energy values for cellulose, hemicellulose and lignin.     

Enhanced enzymatic hydrolysis of rice straw pretreated by alkali assisted with photocatalysis technology

BACKGROUND: The fermentable sugars in lignocellulose are derived from cellulose and hemicellulose, which are not readily accessible to enzymatic hydrolysis because of their biological resistance, so that pretreatment of lignocellulose is needed for this process. In this work, a novel lignocellulose pretreatment method using alkali solution assisted by photocatalysis was investigated. RESULTS: The reaction conditions of nano‐TiO₂ dosage and photocatalysis time were optimized at 2 g L^?1 and 1 h, respectively. After pretreatment under these conditions, cellulose in rice straw was increased from 37.5% to 71.5%, and lignin decreased from 18.5% to 9.0%. The results of X‐ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FT‐IR) and scanning electron microscopy (SEM) analysis showed that the physical properties and microstructure of the straw were changed by this pretreatment, which favored the following enzymatic hydrolysis. The enzymatic hydrolysis rate of the straw pretreated using this technology was verified to be 73.96%, which was 2.56 times higher than that obtained with the alkali procedure. CONCLUSION: The proposed photocatalysis pretreatment technology was more efficient at degrading the lignin and hemicellulose in rice straw than alkali pretreatment, making it more readily available for the following enzymatic hydrolysis process. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry