白腐菌复合菌高效降解竹材木质素的工艺条件的优化

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pengtao2222
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
木质素是由高度取代的苯基丙烷单元随机聚合而成的高分子,它与纤维素、半纤维素一起,形成植物骨架的主要成分。木质素的分布及其局部化学影响着木材竹材在制浆造纸及纤维板材工业中的使用。自然界中,木质素是在数量上仅次于纤维素的天然高分子化合物,木质素的生物降解研究表明,目前,白腐菌是唯一能在纯系培养中将木质素降解为CO2和H2O的一类微生物,故利用白腐菌选择性降解木质素是目前生物技术研究中的热点。本文以探索高效降解木质素为指标,选用Phanerochaete chrysosporium、Trametes cinnabarina和Pleurotus ostreatus的组合后的混合菌作为实验菌种,竹材为固态发酵基质,运用正交实验设计,研究了在不同培养条件(温度,pH值,培养液与竹材质量百分比,发酵时间)下和添加不同诱导物(H2O2,苯甲醇,吐温80,CaCL2)后白腐菌混合菌对木质素的降解效果,探寻白腐菌混合菌固态发酵降解木质素的最佳工艺条件。本实验采用三种白腐菌的两两不同组合菌和三菌种的组合菌来研究各组对竹材木质素的降解情况,结果表明,P.chrysosporium、T.cinnabarina和P.ostreatus三种菌种的组合菌(T4组)降解木质素的能力最强,为41.1%。其次为P.ostreatus和P.chrysosporium的组合菌(T3组),木质素降解率为36.42%。通过正交实验,对T4组合菌和T3组合菌降解木质素的条件进行优化,从而得出最佳木质素的降解条件,结果表明在T3组合菌在温度为32℃、pH为3.5、发酵时间在30d、培养液与竹材基质质量百分比为80%时、木质素的降解率最高。T4组合菌在温度为温度32℃、pH3.0、固体发酵时间20d、培养液与竹材基质质量百分比110%时降解木质素的效率最高。通过实验对上述所得的最佳优化条件进行鉴定,结果表明T3组合菌的实际木质素降解率达56.1%,而纤维素降解率为8.7%,木质素降解选择性系数为6.45,而T4组合菌的木质素降解率则达到54.3%,而纤维素降解率为7.7%,木质素降解选择性系数为7.03。在获得最佳降解木质素条件的基础上,分别研究了H2O2、苯甲醇、吐温80、CaCL2四种添加物对T3和T4组合菌降解木质素的影响。对于T3组合菌,四种添加物的作用结果依次表现为:①添加H2O2后,四种浓度的H2O2均可以促进其木质素降解率,抑制纤维素降解率,当H2O2浓度为1%时木质素的降解率最高,为63.6%,此时的木质素选择性系数为11.5;②添加苯甲醇后,既可以提高木质素的降解效率,又促进了纤维的降解效率,整体表现为降低木质素选择性系数;③添加吐温80,可以促进木质素选择性降解系数,当吐温80浓度为0.10%时,木质素的选择性降解系数高达12.08。④添加CaCL2对于T3组合菌来说表现为两种效果,在添加较少时表现出促进木质素的降解,而在添加质量达到5mg时,表现为抑制木质素的降解,但整体来看,添加CaCL2可以有效提高木质素选择性降解系数。对于T4组合菌,四种添加物的作用结果为:①四种浓度的H2O2均可以促进木质素的降解效率,而对纤维素的降解均有抑制作用,提高木质素的选择性降解系数;②添加苯甲醇后,发现该诱导物既可以提高木质素的降解效率,又促进了纤维的降解效率,木质素选择性降解系数变化呈现不规律性,在浓度为0.001%和1%表现为降低,在0.01%和0.1%时表现为促进作用;③木质素降解率变化均不大,但对纤维素的降解率均有抑制作用,从而有效的提高了木质素选择性降解系数;④对木质素降解有促进作用,纤维素有抑制作用,能明显提高木质素的选择性降解系数,在0.5mg时木质素选择性系数最高为20.03。通过实验,我们筛选去了两种较好的组合菌种,即T3和T4组合菌种,并对其降解木质素的条件进行了优化。在优化条件下,T3组合菌木质素降解率达到56.1%,T4组合菌为54.3%,此外还研究了几种诱导物对两种组合菌的木质素降解的影响,为生物制浆应用提供理论依据。
其他文献
对煤粉炉喷钙脱硫技术的国内外最新研究进展进行了综述,表明炉内燃烧脱硫技术具有成本低廉、效果适中的特点,是解决量大面广的电站锅炉污染控制的一项很有潜力的技术,具有一
近年来,我国各方面发展水平不断提高,尤其是科学技术水平发展迅速,因而传递信息的方式和手段逐渐现代化,依托于互联网等新媒体的方式变得更加高效便捷,促进了自媒体的发展和
表面活性剂具有降低界面张力,在溶液内部可形成胶团等性质,因此被广泛应用于石油开采、矿物浮选、乳液聚合、纺织印染、食品加工等行业。然而,在某些应用中,只要求表面活性剂
在科学信息技术飞速发展的当代社会,经济也伴随着科技快步向前发展,其中支付方式的转变最具代表性。新型支付方式在经过一定适应期后成为经济社会的主流支付方式,新型的犯罪方式也应运而生,其中置换二维码的行为尤为常见。2017年广西贺州就出现了调包店家收款使用的二维码从而侵占他人财产的案件,在行为人置换二维码的行为的定性上出现了较大争议,引起了学术界广泛讨论,盗窃说、诈骗说、竞合说等等理论接踵而至,除此罪与
随着现代生物技术领域研究的发展,酶的生产和应用也日益广泛,因而也涌现出了很多的酶应用新技术,其中固定化酶技术的研究最为活跃。固定化酶具有小型高效、稳定性好、可重复
分析对比了FFS重包装膜和复合塑编袋的发展现状和应用优势,结合陕北能源化工基地发展的需求,提出在陕北地区建设FFS重包装膜项目的必要性和重要性。并对FFS重包装膜生产工艺
目的探讨对腹股沟疝患者行无张力疝气修补术和传统疝修补术两种治疗手段的临床效果。方法将2014年10月~2016年10月我院收治的30例腹股沟疝患者作为研究对象,根据患者自身意愿
在塑料模具设计中 ,热流道系统的应用可使塑件质量得到很大提高 ,并降低了生产成本。本文详细介绍了热流道塑料模具设计方法、热流道系统的分类、不同热流道系统的模具结构的
本文采用密度泛函理论B3LYP/6-31G*方法,对甘氨酸?α?二肽、三肽、四肽、五肽和六肽分子进行了计算。对构象中的主要非键相互作用进行分析,确定了影响构象稳定性的主要非键作
高血压是一种常见的心血管疾病,具有发病率高、并发症多、死亡率高、治愈率低等特点。临床上治疗高血压的药物主要是化学合成的血管紧张素转化酶(ACE)抑制剂,有一定的毒副作用