纖維素降解菌

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1、那些是植物結(jié)構(gòu)多糖，是細(xì)胞壁的主要成分。通過(guò)對(duì)降解纖維素微生物發(fā)生的分析。可知具有降解纖維素能力的微生物分布在細(xì)菌、放線菌、和真菌的許多菌屬中，其中真菌被認(rèn)為是自然界中有機(jī)質(zhì)特別是纖維素物質(zhì)的主要降解者、降解纖維素微生物種類(lèi)木質(zhì)素的存在 木質(zhì)素（lignin）與纖維素及半纖維素共同形成植物體骨架，是自然界中在 數(shù)量上僅次于纖維素的第二大天然高分子材料，據(jù)估計(jì)全世界每年可產(chǎn)生600 萬(wàn)億噸[18]。木質(zhì)素是植物的主要成分之一，它是植物細(xì)胞胞間層和初生壁的主 要填充物，其產(chǎn)量是僅次于纖維素的最為豐富的有機(jī)物，通常在木質(zhì)細(xì)

2、胞中占 15%～30%。從化學(xué)結(jié)構(gòu)看[19]，針葉樹(shù)的木質(zhì)素主要由松柏醇的脫氫聚合物構(gòu)成 愈創(chuàng)木基木質(zhì)素；闊葉樹(shù)的木質(zhì)素由松柏醇和芥子醇的脫氫聚合物構(gòu)成愈創(chuàng)木 基紫丁香基木質(zhì)素；而草本植物則是由松柏醇、芥子醇和對(duì)香豆醇的脫氫聚合 物和對(duì)香豆酸組成因而使木質(zhì)素成為結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定、多樣的生物大分子物。 木質(zhì)素依靠化學(xué)鍵與半纖維素連接，包裹在纖維之外，形成纖維素。植物組織 由于木質(zhì)素存在而有了強(qiáng)度和硬度。 在生活生產(chǎn)中，大部分的木質(zhì)素被直接排放，不僅浪費(fèi)了這種寶貴的資源， 還對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生巨大影響，因此研究木質(zhì)素的

3、降解和利用越來(lái)越成為熱門(mén)的 課題。綠色植物占地球陸地生物量的95%，其化學(xué)物質(zhì)組成主要是木質(zhì)素、纖維素和半纖維素，它們占植物 ［］ 干重的比率分別為15%~20%,45%和20%農(nóng)作物秸桿是這類(lèi)生物質(zhì)資源的重要組成部分，全世界年 產(chǎn)量為20多億噸，而我國(guó)為5億多噸但是，要充分、有效地利用這類(lèi)資源卻相當(dāng)困難，這是由于秸稈產(chǎn)量 !"B’ 隨季節(jié)變化，且量大、低值、體積大、不便運(yùn)輸，大多數(shù)動(dòng)物都不能消化其木質(zhì)纖維素，自然降解過(guò)程又極其 緩慢，導(dǎo)致大部分秸稈以堆積、荒燒等形式直接傾入環(huán)境，造成極大的環(huán)境污染和浪費(fèi)’ 存在于

4、秸稈中的非水溶性木質(zhì)纖維素很難被酸和酶水解，主要是因纖維素的結(jié)晶度、聚合度以及環(huán)繞 著纖維素與半纖維素締合的木質(zhì)素鞘所致’木質(zhì)素與半纖維素以共價(jià)鍵形式結(jié)合，將纖維素分子包埋在其 中，形成一種天然屏障，使酶不易與纖維素分子接觸，而木質(zhì)素的非水溶性、化學(xué)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，導(dǎo)致了秸 稈的難降解性’所以，要徹底降解纖維素，必須首先解決木質(zhì)素的降解問(wèn)題’因此，秸稈利用的研究從過(guò)去 的降解纖維素的研究轉(zhuǎn)向了木質(zhì)的降解研究，作者對(duì)此進(jìn)行了綜述’ 木質(zhì)素降解微生物的種類(lèi) 在自然界中，能降解木質(zhì)素并產(chǎn)生相應(yīng)酶類(lèi)的生物 只占少數(shù)%木質(zhì)

5、素的完全降解是真菌、細(xì)菌及相應(yīng)微生 物群落共同作用的結(jié)果，其中真菌起著主要作用%降解 木質(zhì)素的真菌根據(jù)腐朽類(lèi)型分為：白腐菌———使木材呈 白色腐朽的真菌；褐腐菌———使木材呈褐色腐朽的真菌 和軟腐菌%前兩者屬擔(dān)子菌綱，軟腐菌屬半知菌類(lèi)%白腐 菌降解木質(zhì)素的能力尤于其降解纖維素的能力，這類(lèi) 菌首先使木材中的木質(zhì)素發(fā)生降解而不產(chǎn)生色素%而后 兩者降解木質(zhì)素的能力弱于其降解纖維素的能力，它們 首先開(kāi)始纖維素的降解并分泌黃褐色的色素使木材黃 褐變，而后才部分緩慢地降解木質(zhì)素%白腐菌能夠分泌 胞外氧化酶降解木質(zhì)素

6、，因此被認(rèn)為是最主要的木質(zhì)素 ［，］ 降解微生物!木質(zhì)素的生物降解的應(yīng)用 木質(zhì)素的生物降解目前成功地用于生產(chǎn)實(shí)踐的實(shí)際應(yīng)用尚不多見(jiàn)，但在有些方面的研究已經(jīng)顯現(xiàn)出 誘人的前景- &）造紙工業(yè)分解木質(zhì)素的酶類(lèi)在造紙工業(yè)上的應(yīng)用有兩個(gè)方面，一是用改造舊的造紙工藝，用于生 物制漿、生物漂白和生物脫色-黃孢原毛平革菌和P.brvispora等在國(guó)外已經(jīng)得到成功利用-如用P.brvispora )(%/進(jìn)行生物制漿預(yù)處理可降低47%的能耗并增加了紙漿的張力，但它們的木質(zhì)素降解率和產(chǎn)酶量都還 是極為有限的，處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，距大

7、規(guī)模推廣應(yīng)用尚有一定的距離-二是木質(zhì)素分解菌或酶類(lèi)用于造紙廢 ［］ 水的處理，這方面的國(guó)內(nèi)外研究報(bào)告已有很多且已取得了一定的實(shí)效0- %）飼料工業(yè)木質(zhì)素分解酶或分解菌處理飼料可提高動(dòng)物對(duì)飼料的消化率-實(shí)際上，木素酶和分解菌 的應(yīng)用已經(jīng)突破了秸稈僅用于反芻動(dòng)物飼料的禁地，已有報(bào)道飼養(yǎng)豬、雞的實(shí)驗(yàn)效果-目前，以木素酶、纖 維素酶和植酸酶等組成的飼料多酶復(fù)合添加劑已達(dá)到了商品化的程度- "）發(fā)酵與食品工業(yè)木質(zhì)纖維素中木質(zhì)素的優(yōu)先降解是制約纖維素進(jìn)一步糖化和轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵，已有 很多實(shí)驗(yàn)償試使用秸稈進(jìn)行酒精發(fā)酵或有機(jī)酸發(fā)酵

8、，但看來(lái)這還有很長(zhǎng)的路要走-在食品工業(yè)如啤酒的生 產(chǎn)中，可使用漆酶等進(jìn)行沉淀和絮凝的脫除，使酒類(lèi)得到澄清- !）生物肥料傳統(tǒng)上曾使用高溫堆肥的辦法來(lái)使秸稈轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料，但這些操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，近年 來(lái)不為農(nóng)民所歡迎最近，秸稈轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料的簡(jiǎn)單而行之有效的辦法是秸稈就地還田但是，還田秸稈 -- 在