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由于石油、煤炭、天然气等不可再生资源的大量使用,化石燃料的进一步枯竭,人们将目光投向于可再生资源。生物质作为生物炼制工艺的可再生原料,富含纤维素、半纤维素、木质素,具有巨大的开发潜力,而利用生物质制备生物乙醇是当前研究的热点与重点。生物质首先需要被降解生成具有可发酵性质的还原糖,再将还原糖发酵生成乙醇,但由于生物质木质纤维素具有极其复杂的结构特点,导致其降解生成还原糖的过程很难实现,因而首先需要对木质纤维素进行预处理过程。目前,可采用微生物预处理,物理、化学预处理,以及离子液体预处理等方法。因此,可通过筛选木质素降解菌株,将木质素结构破坏,裸露出纤维素,进一步利用纤维素制备还原糖及其它化学品,筛选木质素高效降解菌株是减少生物质废弃物的一条绿色环保、廉价有效的途径。同时,也可利用离子液体将生物质中木质素进行分离而获得纤维素残渣,分离出的木质素可用于嵌合剂、粘合剂等。本研究是从云南文山、安徽蚌埠市、哈尔滨克山县等地的朽木、秸秆堆积地中采集的土壤样品,通过液体培养基富集培养、稀释涂布、划线分离以及PDA-愈创木酚鉴别培养等过程,筛选出4株能够产生红棕色氧化圈的菌株,将这4株菌进行液体发酵复筛,得到1株酶活力较高的菌株,命名为KS-2。KS-2菌株经过形态学鉴定和分子生物学鉴定,最终确定其为栓菌属(Trametes)。酶活力的测定结果表明,该菌株的漆酶活力(Lac)为107 U/L。因此,以KS-2菌株为出发菌株,进行产酶条件的优化。通过单因素实验,分别考察了培养基的碳源、氮源、Cu2+浓度、培养基的初始pH值、培养温度对KS-2菌株产漆酶的影响。结果表明,KS-2菌株以葡萄糖与玉米秸秆比例为1:1(w/w),即葡萄糖10 g/L+玉米秸秆粉10 g/L为复合碳源,蛋白胨为培养基氮源,培养基初始pH值为5.5,培养温度为28℃,培养时间为10天时,产酶活力最大,在该条件下漆酶活力为631 U/L,比培养条件优化前的酶活力提高了5.9倍。在最佳产酶条件下,考察不同时间内,降解菌株对玉米秸秆粉的降解情况。原料玉米秸秆粉表面平整无空隙,而经过5天、10天、15天发酵的玉米秸秆粉,表面粗糙不平存在裂缝和空洞,可以看到表层木质素被破坏,其纤维素结构暴露。随着降解时间的延长,玉米秸秆粉被菌株粉碎成多个片段,几乎不存在完整木质素结构。采用美国能源局生物质成分测定方法分别对连续培养5,10,15天的菌株进行木质素降解情况分析,其降解率可分别达到40.1%,53.3%,65.4%。本研究中共合成了三种离子液体:N-氢吡啶氯盐([Hpy]Cl)、N-氢-N-甲基吡咯烷酮氯盐([Hnmp]Cl)、1-氢-3-甲基咪唑氯盐([Hmim]Cl)。以杨木粉、竹木粉为原料,分别在90℃与100℃油浴条件下,预处理30min,测定木质素和纤维素残渣产率。经离子液体预处理而获得的木质素或纤维素残渣进行电镜扫描分析(SEM)、晶型衍射分析(X-ray)、红外图谱分析(FT-IR)、核磁图谱分析(2D 1H-13C HSQC)等。结果表明,杨木粉经[Hpy]Cl预处理,木质素产率较高,占原有木质素的61.0%。竹木粉经[Hpy]Cl预处理,木质素产率占原有木质素的51.7%。同时,预处理温度提高能够显著提高木质素产率。FT-IR和HSQC分析表明,通过离子液体预处理得到的木质素结构为S-G-H结构类型。本研究采用两种预处理方法,均可以显著提高生物质中木质素的去除率,获得纤维素残渣,进而制备还原糖。木质素降解菌株漆酶活力较高,能够有效降解秸秆中木质素而获得秸秆纤维素残渣。离子液体预处理方法,不仅能够获得纤维素残渣,还可以高效分离出木质素,应用于工业生产木质素嵌合剂、粘合剂等。