Abstrakt:[Pozadie] Mikrobiálna degradácia Alkalický lignín priťahuje väčšiu pozornosť vďaka svojim vlastnostiam vysokej účinnosti degradácie a ochrany životného prostredia. [Cieľ] Skríning vysoko účinných húb degradujúcich lignín a optimalizácia podmienok ich degradácie. [Metódy] Kmene s vysokou účinnosťou degradácie lignínu boli skrínované metódami guajakol-PDA a anilínovej modrej platne a kultivačné podmienky boli optimalizované jednofaktorovým skríningom a experimentom s povrchom odozvy. [Výsledky] Kmeň BYL-7 s účinnou degradáciou lignínu bol skrínovaný a pôvodne identifikovaný ako Trametes versicolor pomocou morfologickej a viacsekvenčnej analýzy. Jednofaktorový test preukázal, že počiatočné pH, teplota a množstvo inokula boli významnými ovplyvňujúcimi faktormi degradácie lignínu a test povrchu odozvy určil, že optimálne podmienky pre degradáciu lignínu boli počiatočné pH 6,7, teplota 25 stupňov a množstvo inokula 8 percent. . Za týchto podmienok bola miera alkalickej degradácie lignínu 36,5 percenta, čo bolo o 54.0 percent viac ako predtým; miery degradácie lignínu z ryžovej slamy, hemicelulózy a celulózy boli 32,8 percenta, 21,5 percenta a 13,2 percenta. Medzi nimi sa rýchlosť degradácie lignínu zvýšila o 36,1 percenta v porovnaní s predchádzajúcim. Aktivita Laccase vyvrcholila na 120.0 U/L na 6. deň, čo bolo o 25.0 percent viac ako predtým; aktivita lignín peroxidázy dosiahla vrchol 1 343,8 U/l na 6. deň, čo bolo o 36,0 percent vyššie ako predtým; aktivita mangánovej peroxidázy vyvrcholila na 463,8 U/l na 5. deň, čo bolo o 31,7 percent viac ako predtým. [Záver] Experimentálne výsledky poskytli užitočný zdroj húb na degradáciu lignínu, ale tiež nazhromaždili relevantné údaje pre následný výskum lignínu.
Náhodné štruktúry a odolné väzby sa považujú za hlavné prekážky pri priemyselnej aplikácii porovnávaného lignínu. Hoci boli nájdené niektoré enzýmy súvisiace s degradáciou lignínu, stále existujú výzvy v procese zhodnocovania lignínu [2,3]. Po prvé, pre enzýmy je ťažké interagovať s lignínom, ktorý pozostáva z heterogénnych a amorfných štruktúr. Po druhé, je ťažké extrahovať lignín z lignocelulózovej biomasy. Na vyriešenie tohto problému sú navrhnuté dve hlavné stratégie. Prvou stratégiou extrakcie lignínu je udržať lignín nerozpustný a priviesť celulózu a hemicelulózu do kvapalnej fázy. Ďalšou diametrálne odlišnou stratégiou je hydrolýza alebo solubilizácia lignínu, ale ponechanie celulózy a hemicelulózy nerozpustné (obrázok 1a) [4]. Treťou výzvou je získať chemické produkty zo spracovania lignínu s vysokými výťažkami a čistotou. Počas procesu depolymerizácie majú depolymerizované lignínové frakcie zvyčajne vysokú reaktivitu za podmienok depolymerizácie, čo môže spôsobiť množstvo nekontrolovateľných vedľajších reakcií, vrátane repolymerizácie a kondenzácie. Tieto vedľajšie reakcie vytvárajú nové zlúčeniny, ktoré môžu brániť priamej konverzii lignínu na cieľové produkty [5,6]. S objavom viacerých enzýmov a ciest degradujúcich lignín sa bude čoraz väčšia pozornosť venovať chemikáliám s pridanou hodnotou odvodeným od degradácie lignínu.
Úvod
Lignocelulózová biomasa je jediný obnoviteľný zdroj na Zemi, ktorý sa reprodukuje v množstve 60 miliárd ton ako organicky viazaný uhlík ročne, čo má potenciál vytvoriť udržateľnú energetickú budúcnosť. Ministerstvo energetiky USA (DOE) vo svojej „vízii miliardy ton“ uviedlo, že takmer 1,3 miliardy suchých ton rastlinnej biomasy by mohlo byť k dispozícii na výrobu biopalív a vytlačiť viac ako 30 percentá národnej spotreby tekutej dopravy. palivá (Perlack et al., 2005). Odstraňovanie lignínu z biomasy pomáha zvyšovať účinnosť hydrolýzy celulózy a hemicelulózy, a preto uľahčuje využitie sacharidovej časti biomasy pri výrobe celulózového etanolu a iných biopalív (Siqueira et al., 2012). Ročne sa len v celulózovom a papierenskom priemysle vyrobí asi 50 – 60 miliónov ton lignínu. Očakáva sa, že množstvo dostupného lignínu sa bude ďalej zvyšovať v dôsledku nedávneho vývoja biorafinérií zameraných na nahradenie fosílnych surovín lignocelulózovou biomasou na výrobu biopalív. Nedávna správa DOE odhaduje, že 0,225 miliardy ton lignínu (biorafinéria lignín) by sa dalo vyrobiť spracovaním 750 miliónov ton suroviny biomasy na biopalivo (Bozell et al., 2007). Komerčné využitie lignínu je však obmedzené len na 2 percentá jeho dostupnosti, pričom zvyšok (Gosselink et al., 2004) sa zvyčajne spaľuje na výrobu pary a procesného tepla pre celulózky a papierne. Uvádza sa, že lignín používaný ako lacné palivo má hodnotu iba 0,18 USD/kg, zatiaľ čo jeho hodnota ako chemickej suroviny je asi šesťkrát vyššia (Macfarlane et al., 2009). Keďže existujúce lignínové produkty sú v súčasnosti založené predovšetkým na nízkohodnotných lignosulfonátoch (približne 1 milión ton) a sulfátových lignínoch (100,{20}} ton), trhy s lignínom stagnujú na úrovni 300 miliónov USD ročne s veľmi nízkou mierou rastu (OSN , 2012).
Manažér predaja: Jessica shao
Whatsapp: plus 86 18292830413
Email :Sales7@konochemical.com