白腐菌
- 格式:docx
- 大小:16.09 KB
- 文档页数:2
腐生菌的种属组成1. 引言腐生菌是一类广泛存在于自然界中的真菌,它们以分解有机物质为生。
腐生菌在生态系统中具有重要的功能,能够促进有机物质的循环和分解,维持生态平衡。
本文将对腐生菌的种属组成进行详细介绍。
2. 腐生菌的分类根据形态特征、生态习性和遗传关系等方面的差异,腐生菌可以被分为多个种属。
以下是一些常见的腐生菌的种属。
2.1. 白腐菌属(White-rot fungi)白腐菌属是一类能够降解木质素的腐生菌。
它们能够分解木材中的纤维素、半纤维素和木质素等有机物质,从而将木材分解为小分子物质。
白腐菌属的一些代表性种属包括:•白腐菌(Phanerochaete chrysosporium)•毛白腐菌(Trametes versicolor)•红菇白腐菌(Pycnoporus cinnabarinus)2.2. 褐腐菌属(Brown-rot fungi)褐腐菌属是一类主要降解木质素的腐生菌。
与白腐菌不同,褐腐菌在分解木材时会将纤维素降解得更彻底,但对木质素的分解能力较弱。
褐腐菌属的一些代表性种属包括:•斑褐菇(Coniophora puteana)•油菌(Gloeophyllum sepiarium)•褐腐菌(Postia placenta)2.3. 软腐菌属(Soft-rot fungi)软腐菌属是一类主要降解木质素的腐生菌,它们通常在湿润环境中生长。
软腐菌能够分解木材中的纤维素和半纤维素,但对木质素的分解能力较弱。
软腐菌属的一些代表性种属包括:•纤维菌(Fibroporia vaillantii)•木材软腐菌(Chaetomium globosum)•水分软腐菌(Neolentinus lepideus)2.4. 其他腐生菌属除了以上提到的几个常见的腐生菌属,还有一些其他的腐生菌属也具有重要的生态功能。
例如:•黄孢菌属(Xylaria)•圆孢菌属(Hypoxylon)•菌核菌属(Stropharia)3. 腐生菌的生态功能腐生菌在生态系统中扮演着重要的角色,具有以下几个方面的生态功能。
木材腐朽菌分类木材腐朽菌是一类能够分解木材纤维素、半纤维素和木质素等成分,导致木材腐朽的真菌。
它们在自然界的物质循环中起着重要的作用,但对于木材的利用和保存来说,却是一种潜在的威胁。
了解木材腐朽菌的分类,对于木材的保护、利用以及相关领域的研究都具有重要意义。
一、按照腐朽类型分类1、白腐菌白腐菌主要分解木材中的木质素,同时也会对纤维素和半纤维素进行一定程度的降解。
被白腐菌侵蚀的木材,外观通常呈现出白色或淡黄色,质地变得疏松易碎。
白腐菌在自然界中分布广泛,一些常见的白腐菌种类如黄孢原毛平革菌、彩绒革盖菌等。
2、褐腐菌褐腐菌主要降解木材中的纤维素和半纤维素,对木质素的分解能力较弱。
受褐腐菌侵蚀的木材,颜色会变为褐色,木材的强度和韧性显著降低,容易破碎成块状。
典型的褐腐菌有卧孔菌属、层孔菌属等。
3、软腐菌软腐菌主要侵袭木材的表面,导致木材表面变软、凹陷和变色。
与白腐菌和褐腐菌不同,软腐菌主要分解木材中的纤维素,且通常在潮湿的环境中生长。
常见的软腐菌有毛壳菌属、青霉属等。
二、按照生长环境分类1、木生菌木生菌是指那些主要在木材上生长和繁殖的腐朽菌。
它们可以在活立木、枯立木、倒木以及木材制品上生存和繁衍。
这类腐朽菌对木材的破坏作用往往较为直接和显著。
2、土生菌土生菌虽然也能导致木材腐朽,但它们的生长环境主要是土壤。
当木材与土壤接触时,土生菌就有可能侵入木材并引发腐朽。
3、寄生菌寄生菌是指那些需要依赖其他生物才能生存和繁殖的腐朽菌。
在木材腐朽的过程中,寄生菌可能会先寄生在其他微生物或植物上,然后再转移到木材上,从而引发木材的腐朽。
三、按照形态特征分类1、担子菌担子菌是木材腐朽菌中的一大类,其特征是具有担子和担孢子。
担子菌的形态多样,有的呈伞状,有的呈块状。
常见的担子菌如香菇、木耳等,在特定条件下也可能成为木材腐朽菌。
2、子囊菌子囊菌的特征是产生子囊和子囊孢子。
在木材腐朽菌中,子囊菌的种类相对较少,但也具有一定的危害性。
白腐菌生长条件
白腐菌是一种在土壤中广泛存在的真菌,其能够分解木材和其他植物性废弃物。
白腐菌的生长需要适宜的环境条件,以下是一些主要的生长条件:
1. 温度:白腐菌的适宜生长温度为20℃-30℃,在这个温度范围内其生长速度最快。
2. 湿度:白腐菌需要适宜的湿度来生长,一般情况下湿度控制在60%左右最为适宜。
3. pH值:白腐菌的适宜生长pH值为5.5-7.5,过高或过低的pH值都会对其生长产生影响。
4. 氧气含量:白腐菌需要适量的氧气来进行呼吸作用,过高或过低的氧气含量都会对其生长产生不良影响。
5. 营养物质:白腐菌需要适宜的营养物质来生长,主要包括碳源、氮源、磷源和微量元素等。
以上是白腐菌生长的主要条件,合理地控制这些条件可以提高白腐菌的生长速度和产量,从而提高其应用价值。
- 1 -。
工作内容:所需仪器:恒温培养箱(微生物的试管和平板培养)、冰箱(冷冻保存)、测试分析仪、分液漏斗、试管、烧杯、锥形瓶、电子天平、纱布、土豆200g,葡萄糖20g,琼脂15—20g,蒸馏水1000ml、NaOH溶液0.75mol/L(提高吸附率)、丙酮、二氯甲烷、无水硫酸钠、酵母粉、(六价铬离子溶液、二价镍离子溶液、锌离子溶液、二价铅离子溶液、二价锰离子溶液、二价铜离子溶液、二价镉离子溶液的等比例混合物)及其他实验室常用器具。
1.)培养白腐菌:先配置培养基,然后培养基灭菌,然后无菌条件接种,最后在25-28度恒温箱内培养,培养周期5-7天。
要保证培养基内没其他的细菌,所以接种前先培养基灭菌。
培养基土豆固体培养基土豆200g,葡萄糖20g,琼脂20g PH 6,蒸馏水1L,KH2PO4 3g,MgSO4* 7H2O 1.5g,维B1 8mg(称去皮的土豆小块200g,加水1000ml 慢慢煮开(20分钟),煮至土豆小块能被玻璃棒戳碎为止,两层纱布过滤,将滤液补足1000ml),该培养基主要用于白腐菌Phanerochaete chrysosporium的培养和纯化以及保种。
1.制作培养基的过程(一)称量根据用量按比例依次称取成分,常用玻棒挑取,放在小烧杯或表面皿中称量,用热水溶化后倒入烧杯,称量时要迅速。
(二)溶解在烧杯中加入少于所需要的水量,加热,一加入各成分,使其溶解,琼脂在溶液煮沸后加入,融化过程需不断搅拌。
加热时应注意火力,勿使培养基烧焦或溢出。
溶好后,补足所需水分。
(三)调PH 用1mol/L NaOH或1mol/L HCl把PH调至所需范围。
(四)过滤趁热用滤纸或多层纱布过滤,以利于某些实验结果的观察,如无特殊要求时可省去此步骤。
(五)分装按实验要求,可将配制的培养基分装入试管内或三解瓶内;分装时注意,勿使培养基沾染在容器口上,以免沾染棉塞引起污染。
1.液体分装分装高度以试管高度的1/4左右为宜,分装三角瓶的量则根据需要而定,一般以不超过三角瓶容积的1/2为宜。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2007年第26卷第2期·198·化 工 进 展白腐菌降解木质素酶系的特征及其应用江 凌1,吴海珍1,韦朝海2,梁世中1(1华南理工大学生物科学与工程学院,广东 广州 510640;2华南理工大学环境科学与工程学院,广东 广州 510640)摘 要:介绍了木质素降解白腐菌的菌属来源及其酶系特征,重点解析木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶3种酶的催化作用机理;归纳了不同种属白腐菌在生物制浆过程、生物漂白过程及在造纸、印染等产业废水处理过程中的研究应用成果,针对白腐菌应用上的问题提出了未来的研究重点和方向。
关键词:白腐菌;木质素降解;酶系;废水处理中图分类号:X 703 文献标识码:A 文章编号:1000–6613(2007)02–0198–06Research progress of characterization of white-rot fungus enzyme systemfor lignin degradation and its applicationJIANG Ling 1,WU Haizhen 1,WEI Chaohai 2,LIANG Shizhong 1(1 School of Bioscience and Bioengineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640,Guangdong ,China ;2 College of Enviroment Science and Engineering ,South China Universityof Technology ,Guangzhou 510640,Guangdong ,China)Abstract: The group resources of white-rot fungus and the enzyme system’s characteristics for lignin degradation are introduced, and the catalytic mechanisms of the three enzymes including lignin peroxidase, manganese peroxidase, laccase are analyzed in detail. Moreover, the applications of different kinds of white-rot fungus, including biopulping, biobleaching and the treatment of effluent from paper-making, dyes, and so on are summarized. Based on the above discussion, some ideas about the further development of white-rot fungus are presented.Key words: white-rot fungus ;lignin degradation ;enzyme system ;effluent treatment木质素是一类由苯酚和非苯酚结构单元通过醚键和碳碳键等连接而成的具有芳香族特性的天然聚合物[1],其在组分种类和连接键类型方面的多样性,意味了结构的异质性与不规则性,也决定了对其进行生物降解的复杂性和特殊性。
China Forest Products Industry林产工业,2021,58(03):16-20白腐菌预处理在生物质材料中的应用∗曹家铭1 张 健2 时君友1 庞久寅1 林 琳1 (1. 北华大学吉林省木质材料科学与工程重点实验室,吉林省吉林市 132013; 2. 北华大学理学院,吉林省吉林市 132013)摘 要:白腐菌经长期的生物进化,形成了一套独特的生理生化机制和强大的降解代谢能力,在木质和非木质材料预处理中都有广泛的应用。
介绍了白腐菌特点及其降解木质素机理,对近年来国内外白腐菌预处理在生物质材料改性中的应用进行综述,重点论述了白腐菌预处理在改善渗透性、提高产氢量、生物制浆、糖化和醇解、堆肥以及饲料预发酵等方面的研究进展,并提出未来白腐菌在生物质材料领域应用的研发重点,为生物质材料的合理利用提供参考。
关键词:生物质; 白腐菌; 预处理; 降解; 木质素中图分类号:TS65文献标识码:A文章编号:1001-5299 (2021) 03-0016-05DOI:10.19531/j.issn1001-5299.202103004Application of White-rot Fungus Pretreatment for Biomass MaterialsCAO Jia-ming1ZHANG Jian2SHI Jun-you1PANG Jiu-yin1LIN Lin1(1.Key Laboratory of Wooden Materials Science and Engineering, Beihua University, Jilin 132013, Jilin, P.R.China;2.College of Science, Beihua University, Jilin 132013, Jilin, P.R.China)Abstract: In the long-term process of biological evolution, white-rot fungus has formed a set of unique physiological and biochemical mechanisms, as well as a strong ability to degrade and metabolize. White-rot fungus have been widely used in the pretreatment of wood and non-wood materials. This article focused on the characteristics of white-rot fungus and the mechanism of degradation of lignin, the application of white-rot fungus pretreatment in the modification of biomass materials in recent years was reviewed. The application of white-rot fungus pretreatment in improving permeability, increasing hydrogen production, biological pulping, saccharification and alcoholysis, composting and prefermentation of feed were emphatically analyzed. The future research and development focus of white-rot fungus in the field of biomass materials were put forward, as well as providing references for the rational utilization of biomass.Key words: Biomass; White-rot fungus; Pretreatment; Degradation; Lignin随着能源危机及环境污染问题日益严重,寻找可替代能源迫在眉睫[1]。
野生白腐菌分离与纯化的初步试验前言白腐真菌是一类使木材呈白色腐朽的真菌,能够分泌胞外氧化酶降解木质素,且降解木质素的能力优于降解纤维素的能力,这些酶可以促使木质腐烂成为淡色的海绵状团块——白腐,故称为白腐真菌白腐菌: white rot fungi定义: 属担子菌纲丝状真菌,因腐朽木材呈白色而得名。
代表菌株为黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium),在污染土壤修复中常有应用。
白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,因腐朽木材呈白色而得名,是能够降解木材主要成分的微生物之一。
木材在白腐过程中大部分纤维仍保持完整,且纤维素结晶度变化不大。
由此设想利用对降解木质素选择性好的白腐菌进行生物制浆,能开辟制浆方法的新途径。
白腐菌除了能降解木质素用于预理、生物漂白、生物制浆外,对其它有机异生物质也有很强的分解能力,因而在废水处理中也有广泛的应用前景。
为降低制浆能源消耗,可在制浆之前依靠白腐菌对木质素进行分解和改性,用选择过的微生物培养基对原料进行预处理。
通过白腐菌对原料的预处理,可降低后阶段制浆能耗的50%,并且纤维强度性能也得到改进。
白腐菌预处理制浆不仅在木质材料制浆当中应用研究较多,在非木质制浆原料(如芦苇、蔗渣、剑麻、黄麻等)预处理制浆中的应用研究同样广泛。
可以看出,白腐菌预处理在硫酸盐法、碱法、机械法和烧碱-蒽醌法等制浆方法中都可以不同程度地降低制浆成本、提高纸张质量。
但是菌种筛选困难和预处理周期较长是制约白腐菌应用的最大障碍,大规模应用于制浆预处理还需要相关方面技术的突破。
利用白腐菌可以降解木质素、半纤维素和纤维素的特性,白腐菌在制浆造纸各个环节的应用都得到了很广泛的研究,但是利用白腐菌直接制浆却鲜见报道。
筛选对纤维素没有影响或影响较小的选择性极高的白腐菌种直接处理原料制浆是一个新的研究方向。
20世纪90年代末,日本神户制钢所应用白腐菌在常温常压下分解木材成功制出优质纸浆。
选定适宜温度,可以分解出80%的木质素,比一般化学制浆法成本降低了50%。
白腐真菌降解木质素酶系特性及其应用摘要木质素是潜在的可再生资源,近年来利用白腐真菌对其进行降解已成为研究的热点。
简述了白腐菌降解木质素酶系及催化作用以及白腐真菌的降解机理,介绍了白腐真菌在农作物秸秆、造纸工业、食品工业以及生物堆肥中的应用。
关键词白腐真菌;木质素;解酶;应用木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳-碳键连接而成的具有三维空间结构的高分子芳香族类聚合物,组成单元的结构及其连接键复杂而稳定,使得木质素很难降解[1]。
在植物组织中木质素与半纤维素以共价键形式结合,并将纤维素分子包埋其中,形成一种坚固的天然屏障,使一般微生物很难进入其中分解纤维素。
因此,纤维素的分解关键在于木质素的降解。
在自然界中,木质素的完全降解是真菌、细菌和相关微生物群落共同作用的结果,其中真菌起重要的作用,典型的木质素分解真菌是白腐真菌[2]。
1白腐真菌白腐真菌是一类能使木材呈白色腐朽的丝状真菌。
分类学上白腐真菌属于真菌门,主要为担子菌纲,少数为子囊菌。
它相对于纤维素类成分更易降解木质素,在腐朽木质素过程中几乎是同时破坏多糖和木质素,能在一定条件下将木质的主要成分(木质素、纤维素、半纤维素)全部降解为CO2和H2O。
由于白腐真菌能够分泌胞外氧化酶降解木质素,所以白腐菌被认为是目前最为理想的的一类降解木素的真菌[3]。
目前研究较多的白腐真菌种类有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)、彩绒革盖菌(Coridus versicolor)、变色栓菌(Thametes versicolor)、射脉菌(Phlebia ra-diata)、凤尾菇(Pleurotus pulmononanus)、朱红密孔菌(Pycnoporus cinnabarinus)等[4]。
2白腐真菌木质素降解酶在20世纪80年代,木质素降解酶有了突破性研究。
1983年美国的Tien和Kirk带领2个研究小组[5],分别从黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)发现了木质素过氧化物酶(Lignin peroxidase,简称Lip)。
白腐菌在环境污染治理方面的应用研究概述作者:方金涛指导老师:夏敏摘要:白腐菌是一种特殊的真菌,通过分泌特殊酶系统能降解多种污染物质、多种人工合成的染料,具有彻底、高效、无专一性的特点,是一种新兴的废水处理技术。
文章就近几年来国内对白腐菌处理环境中存在废水的研究现状进行了综述。
展望了白腐菌在废水处理方面的应用前景。
关键词:白腐菌;污染物质;染料废水0 引言:近年来,环境污染日益严重,其中水污染是重要因素之一,它严重地影响了人们的身体健康和生活质量。
印染行业、造纸行业都是用水大户,随着工业的迅速发展,染料品种和数量不断增加,目前我国产量已达到150000t,位居世界前列,其中约有10%-15%的染料随废水排入环境,对环境造成严重的污染,这也意味着对染料的生产及使用中产生的废水的处理难度加大。
随着人们环境保护意识的增强和国家对环境保护力度的加强,染料污染物排放标准的制定,这使染料废水的排放更加规范化,并对该类废水的处理要求更加严格。
因此有关废水的有效处理及对环境"人体影响研究也得到很多研究者的关注。
1、白腐菌的生物学特征白腐菌属于担子菌纲,腐生在木材或死树桩上,引起木质腐烂,故此得名[1]其菌丝体为多核,少有隔膜,无锁状联合!多核的分生孢子常为异核,但孢子是同核体,存在同宗配合和异宗配合两种交配系统。
它是整个碳素循环的中心,是已知的唯一能在纯系培养中将木质素降解成CO2和H2O的一类微生物[2]白腐菌种类很多,其中典型的有:黄孢原毛平革菌、特罗格粗毛盖菌、变色栓菌等。
目前研究比较深入的是黄孢原毛平革菌。
2、白腐菌对废水的降解机理2.1 白腐菌对染料废水的降解机理白腐菌的降解活动发生在次级代谢过程.在培养基中营养物限制情况下,菌体细胞内会形成一系列酶系。
首先产生H2O2的氧化酶,如胞内的葡萄糖氧化酶和胞外的乙二醛氧化酶。
这些氧化酶在分子氧的参与下,氧化相应底物,而形成H2O2,H2O2激活相应的过氧化物酶,过氧化物酶是反应启动者,先形成高度活性的自由基中间体,然后以链反应方式产生许多不同自由基,促使底物氧化。
一株白腐菌的食用安全性初步评价罗佳;吕春秋;盘宝进;张洁宏;刘军义【摘要】本研究选取了一株白腐菌模式菌株进行了小鼠急性毒性试验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验以及小鼠精子畸形试验,以分析该白腐菌的食用安全性,为进一步应用白腐菌开发功能性食品提供数据支持.结果显示,小鼠经灌胃白腐菌,其LD5o为6.76 g/kg(以白腐菌菌丝干重计).微核试验和精子畸形试验结果均为阴性(P>0.05).试验结果表明,本次实验条件下,白腐菌对小鼠表现出一定的急性毒性,但未见遗传毒性,由此推断,在一定剂量范围内使用白腐菌作为食用材料是相对安全的,安全的剂量范围需要进一步扩大浓度梯度来确定.%The acute toxicity and genotoxicity tests of the strain from the white-rot fungi were carried out for the purpose on testing its edible safety as a new functional food.The oral acute toxicity test revealed that the LD50 of the white-rot fungi was 6.76 g/kg in mice.The results of genotoxicity tests were allnegative,including micronucleus test and sperm shape abnormality test.The test results indicated that the white-rot fungi showed certain acute toxicity but no genotoxicity.Thus,the white-rot fungi was safe at a certain range of dose and had the potential for the development in functional foods.【期刊名称】《工业微生物》【年(卷),期】2017(047)001【总页数】4页(P52-55)【关键词】白腐菌;急性毒性;微核试验;精子畸形试验;食用安全性【作者】罗佳;吕春秋;盘宝进;张洁宏;刘军义【作者单位】广西出入境检验检疫局检验检疫技术中心,广西南宁530021;广西出入境检验检疫局检验检疫技术中心,广西南宁530021;广西出入境检验检疫局检验检疫技术中心,广西南宁530021;广西壮族自治区疾病预防控制中心,广西南宁530021;广西出入境检验检疫局检验检疫技术中心,广西南宁530021【正文语种】中文广西特色资源丰富,如甘蔗、木薯、葛根、罗汉果、石斛、山楂等被大量用于生产食品、药品、农副产品和工业原料。
白腐菌名词解释白腐菌是一类广泛存在于自然界中的真菌,以其强大的生物降解能力而闻名于世。
它们能够将木质纤维素、半纤维素、木质素等复杂的有机物转化为可溶性物质和CO2,促进自然物质的循环,起到了重要的生态作用。
白腐菌不仅是天然资源回收利用的重要基础,也为科学家们研究生物降解及其它相关领域提供了宝贵的研究材料。
下面,我们将详细解释一些有关白腐菌的重要术语和概念。
1.纤维素分解酶:纤维素是植物细胞壁的主要成分,它是一种复杂难分解的多糖类。
白腐菌通过产生一系列不同类型的纤维素分解酶来分解纤维素,其中包括纤维素酶、β-葡聚糖酶、β-半乳糖苷酶等,这些酶分解纤维素为可溶性的低聚糖、葡聚糖等,为白腐菌的生长提供源头物质。
2.木质素分解酶:木质素是维管植物中木质部的主要成分之一,具有高度的结构复杂性和抗生物降解性。
白腐菌产生的木质素分解酶主要包括木质素过氧化物酶、酚氧化酶等,通过氧化、去羟基化等化学反应将木质素分解为低分子化合物,以供其生长生物合成所需物质。
3.脱酸化酶:脱酸化酶是一类类胡萝卜素降解酶,可将多种颜色物质转化为无色的物质,从而导致食物、细胞质膜等变色。
白腐菌产生的脱酸化酶可以将具有色素的腐木材料转化为无色的物质,使其保持自然状态。
4.生物浸出:生物浸出是指白腐菌所产生的酶以及它们分解有机物质的产物,能够溶解或提取出各种有机物质,包括木质素、半纤维素和纤维素等复杂有机化合物。
生物浸液中的物质可以被输送到周围的微生物中,产生共生作用。
5.寄主选择性:白腐菌通常对寄主的选择性比较弱,它们可以在许多植物和其他物质的基质中生长,从而保持其生态功能。
这种寄主选择性使得它们成为了环境中植物、木材等自然物质的降解先锋。
6.竞争作用:白腐菌在降解复杂有机物质的同时,也与其他微生物和生物体竞争生长和生存空间。
因此,白腐菌与其他微生物的竞争作用是影响生物降解效率的重要因素之一。
在现代的生态学和生物技术中,白腐菌综合利用的研究和开发是备受关注的热点领域。
白腐菌中文名称:白腐菌英文名称:white rot fungi定义:属担子菌纲丝状真菌,因腐朽木材呈白色而得名。
代表菌株为黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium),在污染土壤修复中常有应用。
所属学科:生态学(一级学科);污染生态学(二级学科)白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,因腐朽木材呈白色而得名,是能够降解木材主要成分的微生物之一。
木材在白腐过程中大部分纤维仍保持完整,且纤维素结晶度变化不大。
由此设想利用对降解木质素选择性好的白腐菌进行生物制浆,能开辟制浆方法的新途径。
白腐菌除了能降解木质素用于预理、生物漂白、生物制浆外,对其它有机异生物质也有很强的分解能力,因而在废水处理中也有广泛的应用前景。
为降低制浆能源消耗,可在制浆之前依靠白腐菌对木质素进行分解和改性,用选择过的微生物培养基对原料进行预处理。
通过白腐菌对原料的预处理,可降低后阶段制浆能耗的50%,并且纤维强度性能也得到改进。
白腐菌预处理制浆不仅在木质材料制浆当中应用研究较多,在非木质制浆原料(如芦苇、蔗渣、剑麻、黄麻等)预处理制浆中的应用研究同样广泛。
可以看出,白腐菌预处理在硫酸盐法、碱法、机械法和烧碱-蒽醌法等制浆方法中都可以不同程度地降低制浆成本、提高纸张质量。
但是菌种筛选困难和预处理周期较长是制约白腐菌应用的最大障碍,大规模应用于制浆预处理还需要相关方面技术的突破。
利用白腐菌可以降解木质素、半纤维素和纤维素的特性,白腐菌在制浆造纸各个环节的应用都得到了很广泛的研究,但是利用白腐菌直接制浆却鲜见报道。
筛选对纤维素没有影响或影响较小的选择性极高的白腐菌种直接处理原料制浆是一个新的研究方向。
20世纪90年代末,日本神户制钢所应用白腐菌在常温常压下分解木材成功制出优质纸浆。
选定适宜温度,可以分解出80%的木质素,比一般化学制浆法成本降低了50%。
这种白腐菌对木质素的脱除分解率极高,而对纸浆纤维中的纤维素分解极少,这样可使纸浆得率高达60%,超过化学法得浆率的50%。
白腐真菌前言白腐真菌(white rot fungi)为丝状真菌,系木腐真菌(wood—degrading fungi)的一种,绝大多数为担子菌纲,少数为子囊菌纲,着生在木材上,因其能降解木材中的木质素、纤维素和半纤维素使木材呈现特征性的白色腐朽状而得名。
日前研究最多的有:黄孢原毛平革菌(Phanerochete chrysosporium)[1]、彩绒草盖菌(Coridusversicolor)、变色栓菌(Thametes versicolor)、射脉菌(Phlebia radiata)、风尾菇(Pleurotus pul—mononanus)等。
其中黄孢原毛平革菌是其典型种,也是研究木质素降解的模式菌。
白腐真菌是已知的唯一能在纯系培养中有效地将木质素降解为CO2和H2O 的一类微生物。
木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳一碳键连接而成的具有三维空间结构的高分子芳香族类聚合物。
组成单元的结构及其连接键复杂而稳定,使得木质素很难降解[2]。
木质素结构的异质性和不规则性,决定了对其生物降解的复杂性和特殊性。
白腐真菌经过长期进化,形成了相应的适应性特性:白腐真菌能分泌氧化酶到胞外,在催化氧化过程中形成自由基,进而攻击木质素结构,此过程不需要特异的电子供体,因此其作用具有非特异性[3]。
1983年Kirk和Gold两个研究小组发现能够利用白腐真菌的上述生物学特性降解染料[4,5]。
此后,白腐真菌受到许多研究者的高度关注,并在将白腐真菌应用于降解诸如染料、三硝基甲苯(TNT)等许多难降解有机物方面进行了有成效的探索[6],在木质素降解酶的生理生化过程以及基因调控方面获得了一些有意义的研究成果。
以下就酶系统基因结构,催化机制,应用及新发展几方面进行介绍。
木质素降解酶系统白腐真菌依赖一系列酶催化反应实现对难降解有机物的转化,这一过程殊为复杂,其中的关键酶系为木质素降解酶系。
木质素降解酶主要包括了3 种酶:木质素过氧化物酶( lignin peroxidase,LiP) 、锰过氧化物酶( mangnase peroxidase,MnP) 、漆酶( laccase,Lac) 这3 种木质素降解酶均能单独降解木质素,也能两两联合,或者3 种酶一起作用对木质素进行降解。
成都理工大学Chengdu University of Technology土木工程材料论文题目:木材的白腐菌腐朽院系:环境与土木工程学院专业年级:土木工程八班姓名:谢艳芳学号:201203010130指导教师:薛小强木材因为其具有重量轻、强重比高、弹性好、耐冲击、纹理色调丰富美观,加工容易等优点,自古便被人们用于各种建筑或工具中,无论是承重的屋梁或柱子,还是马车框架,都是木材作为主要材料。
但是木材的特性也要在一定其自身质量较高的情况下才能有所体现,就如我们大家经常看到的,木材是很容易腐朽的,因为木材内部的多糖和木质素等主要成分在水和空气的作用下,其细胞壁很容易被分解破坏,真菌造成的霉变对木材本身质量的影响不并大,但是在霉菌侵染木材后,增加了液体对木材的渗透性,从而可促进腐朽的生成。
【1】腐朽的木材不仅外观难看,更失去了其用材所要求的基本条件。
图为腐朽的木材木材的腐朽大多数是受到真菌的侵害而造成的,真菌是具有真正的细胞核,没有叶绿素的生物。
它的繁殖和传播依靠包孢子空气中飘浮着千千万万的孢子,这些孢子落到木材表面上后,在适当的温度、湿度和空气环境条件下,孢子发育成菌丝,菌丝能发生分支,聚集成菌网,形成菌丝体。
在他们生长发育过程中,以木材的细胞壁肌细胞内含物作为营养物资,并分泌各种酶,这些酶有的能分解纤维素有的能分解木质素从而使木材组织受到破坏,最终导致木材腐朽。
【2】此外, 这些细菌在一定的条件下也能危害木材。
引起木材真菌腐朽的主要是木腐菌,木腐菌分为三个大的种类:褐腐菌,白腐菌和软腐菌。
在植物组织中木质素与半纤维素以共价键形式结合,并将纤维素分子包埋其中,形成一种坚固的天然屏障,使一般微生物很难降解利用。
自然界参与降解木质素的微生物种类有真菌、放线菌和细菌等,但迄今为止最有效、最主要的木质素降解微生物,可彻底降解木质素为CO2和H2O 的是白腐真菌。
【3】图为白腐菌白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,相对于其它真菌腐朽木材呈褐色斑点,白腐菌因腐朽木材呈白色而得名,白腐菌是能够降解木材主要成分的微生物之一。
白腐菌
中文名称:白腐菌
英文名称:white rot fungi
定义:属担子菌纲丝状真菌,因腐朽木材呈白色而得名。
代表菌株为黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium),在污染土壤修复中常有应用。
所属学科:生态学(一级学科);污染生态学(二级学科)
白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,因腐朽木材呈白色而得名,是能够降解木材主要成分的微生物之一。
木材在白腐过程中大部分纤维仍保持完整,且纤维素结晶度变化不大。
由此设想利用对降解木质素选择性好的白腐菌进行生物制浆,能开辟制浆方法的新途径。
白腐菌除了能降解木质素用于预理、生物漂白、生物制浆外,对其它有机异生物质也有很强的分解能力,因而在废水处理中也有广泛的应用前景。
为降低制浆能源消耗,可在制浆之前依靠白腐菌对木质素进行分解和改性,用选择过的微生物培养基对原料进行预处理。
通过白腐菌对原料的预处理,可降低后阶段制浆能耗的50%,并且纤维强度性能也得到改进。
白腐菌预处理制浆不仅在木质材料制浆当中应用研究较多,在非木质制浆原料(如芦苇、蔗渣、剑麻、黄麻等)预处理制浆中的应用研究同样广泛。
可以看出,白腐菌预处理在硫酸盐法、碱法、机械法和烧碱-蒽醌法等制浆方法中都可以不同程度地降低制浆成本、提高纸张质量。
但是菌种筛选困难和预处理周期较长是制约白腐菌应用的最大障碍,大规模应用于制浆预处理还需要相关方面技术的突破。
利用白腐菌可以降解木质素、半纤维素和纤维素的特性,白腐菌在制浆造纸各个环节的应用都得到了很广泛的研究,但是利用白腐菌直接制浆却鲜见报道。
筛选对纤维素没有影响或影响较小的选择性极高的白腐菌种直接处理原料制浆是一个新的研究方向。
20世纪90年代末,日本神户制钢所应用白腐菌在常温常压下分解木材成功制出优质纸浆。
选定适宜温度,可以分解出80%的木质素,比一般化学制浆法成本降低了50%。
这种白腐菌对木质素的脱除分解率极高,而对纸浆纤维中的纤维素分解极少,这样可使纸浆得率高达60%,超过化学法得浆率的50%。
据此计算,木材的消耗量可节约1/9。
此种制浆方法将是传统制浆方法的巨大挑战。
同样,制浆周期长、白腐菌筛选困难是大规模生产的最大障碍。
在造纸工业中,为了使最终产品的白度既高又稳定,必须把浆中残余
木质素所造成的棕黑色通过漂白来除去。
用生物方法脱除浆中的残余木质素是现阶段人们研究最多的一种方法,普遍认为白腐菌是最有效的菌种。
白腐菌可以直接攻击木质素,很有效地除去浆中残余木质素,并且能使漂白废水中的很多有毒物质最终降解成二氧化碳和水,降低漂白废水的COD、BOD及有毒物质含量,从而降低废液的污染负荷。
很多国家的实验室进行了这方面的研究,尤其是日本。
在利用白腐菌进行漂白纸浆时,不免有纤维素被降解。
因此,筛选出选择性高的白腐菌种是当前存在的最突出的问题。
制浆造纸工业的废液由于含有毒、致突变、难降解的有机氯化物而日益受到高度的重视。
白腐菌具有能降解木质素和变性木质素的活酶系统,能将漂白废水中的有机氯化物转变成无机氯和二氧化碳,并破坏发色基团组织和结构,降低漂白废水中的总有机氯化物、BOD、COD和色度。
白腐菌除了可以降解废水中的木质素,还可以降解废水中异生物质,减轻造纸废水对环境的污染,具有很高的应用价值。
但是如何缩短处理周
期,提高处理效率仍然是一个亟需解决的问题。
由于白腐菌特有的降解木质素的功能,在原料预处理、生物漂白、废水处理和生物制浆等各个环节的应用都得到了重视,并且实验室阶段研究已取得了显著成效。
但是,白腐菌在大规模生产中应用还存在很多问题:处理效率低、周期长、连续化培养生产各种白腐菌的生物反应器尚待进一步研究和完善、菌种筛选困难、白腐菌的作用机制还不完全清楚。
因此,研究如何培养处理效率高、选择性强、生长迅速、可以连续使用的菌种,必将引起污染严重的传统制浆工艺的较大改革。