一株竹木质素降解菌的筛选及降解效果

【背景】竹子纤维素含量高,被认为是优质的生物精炼资源。然而,竹子中的木质素与纤维素结合紧密,降解木质素成为有效利用竹子纤维素的关键。【目的】筛选专一降解竹木质素的细菌,并探究其酶活活性及木质素降解效果。【方法】以木质素为唯一碳源的培养基进行初筛,苯胺蓝、刚果红培养基进行复筛,通过测定酶活性评估其木质素降解能力。通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和X射线衍射分析竹子降解前后的形貌以及结构变化。【结果】从竹林中筛选分离出一株细菌XKG6,为食油假单胞菌(Pseudomonas oleovorans)。菌株XKG6分泌的漆酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、滤纸酶和木聚糖酶活性最高分别为1 543.21、6 229.32、826.41、2 602.1和1 889.25 U/L。菌株XKG6降解碱木质素7 d后的降解率为14.04%。通过傅里叶变换红外光谱和扫描电镜发现竹木质素经菌株XKG6处理后结构有明显变化。【结论】本研究筛选获得了一株具有较强木质素降解能力的细菌,该菌株在降解竹木质素过程中保留了较多的纤维素,为纤维素资源的工业生产提供了潜在的替代菌株。

微生物法降解木质素的研究进展

生物质是代替石化资源生产能源和化学品的关键资源,木质素作为植物细胞壁的主要成分已经在很多行业中得到了广泛的应用。然而,由于木质素结构复杂且难以降解,成为生物质资源利用的最大障碍,因此,去除或者降解木质素是利用细胞壁中其他成分的关键步骤。许多行业使用有害化学物质降解木质素,严重危害了生态环境,自然界中木质素经常被包括真菌和细菌在内的微生物降解,因此,研究微生物降解木质素的机制为解决这一问题提供了可能性。本文讨论了木质素的化学组成成分,重点讨论了自然界降解木质素的微生物种类及其降解机制,包括各种真菌和细菌的木质素降解活性,描述了由各种微生物特别是白腐真菌、褐腐真菌和细菌产生的木质素降解酶,并展望了今后木质素生物降解的研究和应用的可能方向。