木素生物降解研究进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com～I摹与鹆诵谒葱萄第18卷第1期微l十物学杂志18No1l9I)8年3月JOURNAlOFMICROB10LOGYMHr1998·综述·木素生物降解研究进展王宜磊孙卫邓振旭皈77』一面等师校物。(j3If一木素(或称本质素，[ignin)是自然界中松柏醇和芥子醇三种不同类型的苯基丙院含盛最丰富，并可回收利J_}j的有机资源之单体。木素的结构单元随植物品种、植物·年龄，甚车细胞肇形忐部位的不同而存在，它广泛存在f种子植物中。木素据来源町分为针叶木木素、阔叶术术集和禾草

2、着不同比例的敷创木基(3一甲氧基⋯4木集三大类，同植物木桌含量有较大莘羟基苯基)、丁香基(3，5一二甲氧基4一异，针叶木含27—37％、阔叶术含16—羟苯基)和对羟丙烷等，这些醇的共聚化产29％、禾草含16—25％的木素l1J木素的生r不均匀的、无旋光性的、交叉键合和岛要功能是给植物组织以强度和硬度，它度分散性的聚合物，对木素的反应性能超能与细胞肇多糖紧密结合，构成‘体，防J重要作用的官能团上要有酚式羟簋、式过多水份和有害酶类渗进细胞雎，起到r羟基和羰基。很好的防腐和防微生物侵害的作用_2J。2木素的化学降解与化

3、学制浆l木素在自然界中存在和组成木素的降解是木质纤维原料利用的重在自然界中普遍存在的填纤维物质要处理环肯，由J=木素以溶性维阿恪(1ignocellulosiematerials)要有纤维索形式存在，难于溶解析出(据报道木素只能(cellulose，40—60％)、半纤维桌(20—被甲基、吡啶和：恶烷等少数溶剂溶出)；30％)和木质素([ignin，15—30％)，这些物又因木素为无定形热塑性高聚物，高温质是陆生植物细胞肇的上要组分。术集在往往发生软化，软化后的木素更容易被化木畸纤维中除存在=}二初生和次细胞擘学

4、药剂作用而溶解析出。在化学制浆过程外，尚有大量存在于纤维与纤维之1日J，起着中，往往给以高温、高压和强碱条件，使化粘合纤维和使纤维刚挺的作用。学试剂与木索之间通过亲核反应、襄电取木素属天然芳香族高分聚合物，它f℃反应或氧化反应，使木素解聚溶出，除去山苯基丙烷单元通过醚键和碳一碳键连接木素，并尽可能地控制碳水化合物的水解聚合而成。木集中一般含有时位香豆酢、降解，以提高纤维得率。故生产纸浆的同收稿口期：19970915作者简彳f：E宜磊男．1986年毕、F山东师范上学牛物系．现从事微乍物学和食用苗栽培学的研究山东省科

5、委资助项日维普资讯http://www.cqvip.com1朝F宜龉锋：术集物降解研究进展时，也带来了能耗高、污染重等一系列严置个方面：①微生物(主要是白腐菌)对模型问题。针对上述情况，各国都采取措施，加化合物、合成木素和天然木素的降解机理，大科研投入，以寻求最佳制浆工艺，减轻制生理条件对生物降解作用的影响_8·；②浆废水污染环境带来的巨大压力。木素降解酶的分离、提纯、特性分析和作用化学制浆常用方法有：①硫酸盐法机理研究’“；③木素降解过程中植物内通过加入氢氧化钠和硫化钠，促使木素的部组织及纤维细胞的微观结构变化

6、ll。要键合发生裂解，进而促进醚键的碎裂，这砦研究成果，给应用提供了重要依据和由于硫氢离子具有较强的亲核·睦能，因而潜在途径，象生物制浆、生物漂白、制浆漂能促进木素的甲基芳基醚的裂解一脱甲基白废液的生物处理等，均是其在制浆造纸化反应，而除去木素；②亚硫酸盐法木索工业中的具体应用。发生磺化反应，从而转化为水溶性产物除3．2微生物对木素的降解去木素。3．2．1真菌对未素的降解能够降解木素的真菌种类相对较多，一般据真菌分解3木素的生物降解木材时造成木材组分的不同变化，可分为自腐菌(whie—rotyumgi)、褐腐菌3

7、．1生物降解木素的机理及研究现状(brown—rot，“r)和软腐菌(soft-rotfu．一木素的生物降解就是利用微生物所产)三类。生的胞外酶(主要是木素氧化酶系，对木素白腐菌绝大多数为担子菌L13J，少数有较强的催化氧化作用)作用于木素并使为子囊菌，据资料报道白腐菌有包括绒毛其逐步分解转化的过程。木素降解在自然革盖菌(coriol“sviilosus))、拟革盖菌(CO．界碳、氧循环中具有及其重要的作用，过去rilopsisgaUica)等49种真菌；它们能把木仅知少数真菌能降解木素，自从应用了“c素和纤维素

8、彻底降解为c和水。发生标记的木素和松柏醇的去氢聚合物白腐时，木材表面直接与菌丝接触的木素(DHPs)傲底物后，新发现了不少具有木素先被酶解，内部的木素直至暴露并与菌丝分解能力的微生物。另外人们借助现代仪接触后才被分解。主要化学变化为丁香基器(如电子光谱、喇曼光谱、核磁共振光谱和愈创木基上甲氧基脱甲基作用形成儿茶等)对木素生物降解产物进行了鉴定，使生酚，儿茶酚再在真菌加氧酶