Резюме:[Предистория] Микробно разграждане Алкален лигнин привлече повече внимание поради характеристиките си на висока ефективност на разграждане и опазване на околната среда. [Цел] Скрининг на високоефективни гъби, разграждащи лигнин, и оптимизиране на условията им на разграждане. [Методи] Високоефективни щамове за разграждане на лигнин бяха скринирани чрез методите на guaiacol-PDA и анилинова синя плоча и условията на култивиране бяха оптимизирани чрез еднофакторен скрининг и експеримент с отговорна повърхност. [Резултати] Ефикасен щам за разграждане на лигнин BYL-7 беше скриниран и първоначално идентифициран като Trametes versicolor чрез морфологичен и мулти-последователен анализ. Тестът с един фактор доказа, че първоначалното рН, температурата и количеството на инокулума са значимите влияещи фактори за разграждането на лигнина, а тестът на повърхността за реагиране определи, че оптималните условия за разграждане на лигнин са начално рН 6,7, температура 25 градуса и количество на инокулума 8 процента . При тези условия степента на разграждане на алкалния лигнин е 36,5 процента, което е с 54.0 процента по-високо от преди; степента на разграждане на лигнина от оризова слама, хемицелулозата и целулозата е съответно 32,8%, 21,5% и 13,2%. Сред тях степента на разграждане на лигнина е повишена с 36,1% в сравнение с преди. Активността на лаказа достигна своя връх при 120.0 U/L на 6-ия ден, което беше с 25.0 процента по-високо от преди; активността на лигнин пероксидазата достигна пик от 1 343.8 U/L на 6-ия ден, което беше с 36,0 процента по-високо от преди; активността на манганова пероксидаза достига своя връх при 463,8 U/L на 5-ия ден, което е с 31,7 процента по-високо от преди. [Заключение] Експерименталните резултати предоставиха полезен източник на гъбички за разграждане на лигнина, но също така натрупаха подходящи данни за последващо изследване на лигнина.
Случайните структури и устойчивите връзки се считат за основните пречки за индустриалното приложение на лигнин в сравнение. Въпреки че са открити някои ензими, свързани с разграждането на лигнин, все още съществуват предизвикателства в процеса на валоризация на лигнин [2,3]. Първо, за ензимите е трудно да взаимодействат с лигнин, който се състои от хетерогенни и аморфни структури. Второ, трудно е да се извлече лигнин от лигноцелулозна биомаса. Две основни стратегии са предназначени за решаване на това предизвикателство. Първата стратегия за извличане на лигнин е лигнинът да остане неразтворим и целулозата и хемицелулозата да преминат в течната фаза. Друга диаметрално противоположна стратегия е да се хидролизира или разтвори лигнин, но да се запази целулозата и хемицелулозата неразтворими (Фигура 1а) [4]. Третото предизвикателство е да се получат химически продукти от обработката на лигнин с високи добиви и чистота. По време на процеса на деполимеризация деполимеризираните фракции на лигнин обикновено имат висока реактивност при условия на деполимеризация, което може да причини множество неконтролируеми странични реакции, включително реполимеризация и кондензация. Тези странични реакции генерират нови съединения, които могат да възпрепятстват директното превръщане на лигнин в целеви продукти [5,6]. С откриването на повече ензими и пътища, разграждащи лигнин, все повече внимание ще се обръща на химикалите с добавена стойност, получени от разграждането на лигнин.
Въведение
Лигноцелулозната биомаса е единственият възобновяем ресурс на земята, възпроизвеждан в 60 милиарда тона като органично свързан въглерод годишно, който има потенциала да създаде устойчиво енергийно бъдеще. В тяхната „визия за милиарди тонове“, Министерството на енергетиката на САЩ (DOE) съобщи, че почти 1,3 милиарда сухи тона растителна биомаса могат да станат достъпни за производство на биогорива и да изместят повече от 30 процента от националното потребление на течен транспорт горива (Perlack et al., 2005). Отстраняването на лигнин от биомаса спомага за повишаване на ефективността на хидролизата на целулозата и хемицелулозата и следователно улеснява използването на въглехидратната част от биомасата при производството на целулозен етанол и други биогорива (Siqueira et al., 2012). Годишно около 50-60 милиона тона лигнин се произвеждат само от целулозно-хартиената промишленост. Очаква се количеството наличен лигнин да се увеличи допълнително в резултат на последните разработки на биорафинерии, насочени към замяна на изкопаеми суровини с лигноцелулозна биомаса за производство на биогорива. Скорошен доклад на Министерството на енергетиката изчислява, че 0,225 милиарда тона лигнин (лигнин от биорафинерии) могат да бъдат произведени от преработката на 750 милиона тона суровина за биомаса в биогориво (Bozell et al., 2007). Въпреки това, търговската употреба на лигнин е ограничена само до 2 процента от наличността му, като останалата част (Gosselink et al., 2004) обикновено се изгаря, за да осигури пара и технологична топлина за фабриките за целулоза и хартия. Съобщава се, че лигнинът, използван като евтино гориво, има стойност само $0,18/kg, докато стойността му като химическа суровина е около шест пъти по-висока (Macfarlane et al., 2009). Тъй като съществуващите лигнинови продукти понастоящем се базират предимно на лигносулфонати с ниска стойност (приблизително 1 милион тона) и крафт лигнини (100 000 тона), пазарите на лигнин са в застой на 300 милиона долара годишно с много ниски темпове на растеж (ООН , 2012).
Мениджър продажби: Джесика Шао
Whatsapp: плюс 86 18292830413
Електронна поща :Sales7@konochemical.com