稻草木素生物降解的研究

介绍了我们最近对稻草木素生物降解研究进展。通过诱变选育分离出高降解木素的优良菌株,10天内脱木素率高达59%,明显地缩短了生物作用周期;利用电子显微镜技术,详细揭示白腐菌生物降解草类植物的微观过程和稻草组织内部以及纤维细胞壁的微观结构的变化,同时,发现所选育的菌种具有:（1）优先降解纤维胞间层,致使纤维能保持完整地分离;（2）没有发生纤维细胞壁变薄破坏的现象;（3）生物作用初期就能分解除去不利于造纸的薄壁细胞;（4）能选择性降解纤维次生壁上的木素,微细纤维结构不被破坏而裸露出来等非常可贵的优良特性。这些特性十分有利于生物制浆造纸。系统分析和研究了生物脱木素过程及一些重要生理条件对脱木素的影响规律。发现生物脱木素过程可分为三个阶段。不同阶段生理条件对脱木素的影响不同。通氧培养、添加营养氮源或碳源及控制底物的湿含量能促进生物脱木素作用。为了解稻草木素生物降解规律,利用核磁共振技术定量及定性分析比较生物作用前后木素的结构特征。结果表明木素大分子的生物降解主要是氧化反应,在菌的作用下,木素结构中 Cγ被氧化、Cα—Cβ键、Cβ—Cγ,键以及芳香环被氧化断裂。其降解顺序为:以酯键连结的对香豆酸为主体的对羟苯基单元,愈疮木基单元和紫丁香基单元。菌优先作用于纤维细胞间层的结论与电子显微镜观察结果一致。上述特征和规律显示白腐菌 P.conchatus 对发展草类生物制浆及其他脱木素工艺均具有巨大潜在应用优势。