微生物在木质纤维素降解中的应用进展

木质纤维素的降解及其降解物对相关菌抑制作用摘要由于天然纤维素具有错综复杂的结晶结构，难于降解，不能直接用来作为发酵产乙醇的原料，需经过物理、化学或生物等方法对其进行预处理。

处理过程中，除了产生作为发酵底物的糖类外，还会伴随着产生各种副产物如酸类、醛类和酚类等。

这些木质纤维素降解后的副产物对后续发酵微生物有或轻或重的抑制作用，需要通过一定的方法解除这种抑制。

本文介绍了木质纤维素组成结构、预处理方法、相关酶的作用机制以及降解物的抑制机理。

另外，根据相关研究文献，还综合阐述了各种解毒方法。

关键词：纤维素乙醇，木质素，水解物毒性AbstractAs the structure and composition of natural cellulose is extremely complicated and is hardly hydrolyzed, it can not be directly used as the resource of ethanol fermentation. Thus the feed stock must be pretreated with physic, chemic and biologic method. The hydrolyzate contains saccharide which can be substrate of ethanol fermentation. However, it can accompany with by-product such as acids, aldehydes and phenols. These side product can make the following fermentation negative effect more or less. Some methods should be used to remove the inhibition. This review presents the composition and structure of lignocellulose, the method of pretreatment, the mechanism of correlate enzymic action and the restraining mechanism of degradation. In addition, it summarizes all kinds of detoxification.keywords: cellulose ethanol, lignin, hydralyzate toxicity1.绪论随着传统的化石能源如煤、石油、天然气的大量开采以及各国对矿石燃料的大量使用，自然资源日益匮乏，发展可再生清洁能源以及保护生态坏境是人类必须积极应对的两大课题。

第 １ ３卷 第 １ 期 ２ １ 年 ２月 ０１
衡 水 学 院 学 报
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｎ ｓ ｕ ｉｅ ｓ ｙ ｏ ｒ ａ Ｈｅ ｇ ｈ ｉ ｏ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｔ
Ｖ ０ ．１ ． Ｏ．１ １ ３Ｎ
Ｆ ｂ ２ １ ｅ ．０ １
ห้องสมุดไป่ตู้
白腐 菌降解 木质素研 究进展
王
（ 水学院 衡
ｃ ｎ ｂ ｒ ｕ） ．Ｐｃｒｓｓｏ ｉ 已成为研究木质 素降解的模式菌株 ． 白腐菌所分泌 的木质 素降解 酶主要有 ３ ｉ ａ ａｉ ｓ等 ｎ ｎ ． ｙｏｐ ｒ ｍ ｈ ｕ
种 ， 即木 质 素 过 氧 化 酶 、锰 过 氧 化 物 酶 和 漆 酶 ．
白腐菌在 降解木材 的过程 中 ，在适宜 的条件下 ，白腐菌 菌丝开始沿着细胞腔蔓延 ，主要集 中在纹孔 处．在
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 Ｃ ２ Ｈ２ 的是 白腐 真菌 ．以木材 的腐 朽类型 ，木 质纤维素 降解真菌可分 Ｏ 和 ０
菌丝下细胞壁被 分解 出一条沟槽 ，它可从细胞腔 到复合 胞间层 ，逐渐 降解 纤维素 、半纤维素和 木质 素［． 白腐 ３ 】 菌 降解木质素可分为细胞 内和细胞外 ２个过程 ．在 细胞 内主要营养物质 （ 、氮 、硫） 碳 限制 条件 下， 白腐 菌启动
收稿 日期 ：２ １—８２ ０００—０ 基金 项 目：河 北省 科技 支撑 计划 项 目（９２ ５２；衡水 市科 学技 术研 究指 导课 题 （９６ Ｚ ０ ２５ ） １ ０ ００ ） 作者 简介 ：王 敏 （９ ７） 女， 北衡水 人 ， 水学 院生 命科 学 学院副 教授 ， １７一 ， 河 衡 工学 博士 ．

2012 Vol. 38 No . 5 （ Tota l 29菌降解木质素生成的芳香类化合物的 模型进行研究。白腐菌降解木质素与其产生的漆酶 （ Lac） 、 木质 素 过 氧 化 物 酶 （ LiP ） 和 锰 过 氧 化 物 酶 （ MnP） 3 种胞外酶有着直接的联系。 白腐菌黄孢原毛平革菌（ Phanerochaete chrysosporium） 可以有效降解藜芦醇， 70% ～ 90% 的藜芦醇主要 被 LiP 催化氧化生成藜芦醛， 此外开环产物约占20%， 醌 / 氢醌约占 10%
2 （ 广西师范大学生命科学学院， 541004 ） 广西 桂林，
稀酸是木质纤维素水解生成可发酵性糖的重要催化剂， 但会伴随产生大量的微生物代谢抑制物， 严重
影响水解物的可发酵性 。文中介绍了发酵抑制物的种类 、 形成机理、 代谢毒理， 以及不同抑制物的生物降解途径 与生物脱毒方法的研究进展， 在此基础上对其发展方向作了进一步分析 。 关键词 木质纤维素水解物， 代谢抑制物， 生物降解
DOI:10.13995/ki.11-1802/ts.2012.05.019
食品与发酵工业
FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
木质纤维稀酸水解物微生物代谢抑制物的生物降解
1， 2 1 1 1 吴黎明 ， 周玉恒 ， 陈海珊 ， 张厚瑞
*
1 （ 中国科学院广西植物研究所， 541006 ） 广西 桂林， 摘 要
综述与专题评论
子的合成， 它们可通过被动运输和主动运输两种方式 转运入细胞； 被动运输包括自由扩散和协助扩散， 不 带电荷或未被解离的有机酸主要通过这种方式转运 ； 而主动运输则包括截然不同的两个体系： 泵和透性 酶。泵体系主要与应激反应过程有关 ， 可将积累于细 胞质内的酸根阴离子排出胞外； 透性酶主要与代谢，

在最新的研究中，研究者们通过优化蒸汽爆破参数，如温度、压力和时间等， 实现了更高效的木质纤维素预处理。此外，他们还研究了不同类型木质纤维素原 料的蒸汽爆破效果，为优化预处理条件提供了参考。
木质纤维素生物转化的研究进展
生物转化是一种利用微生物或酶将木质纤维素降解为有用物质的过程。近年 来，木质纤维素的生物转化研究取得了显著进展。研究者们致力于提高转化效率、 优化转化条件以及发掘新型转化方法。
2、纤维素乙醇的制备方法
制备纤维素乙醇的方法主要包括酶解法、酸催化法和生物法等。其中，酶解 法具有反应条件温和、产物纯净等优点，但酶解效率较低，成本较高。酸催化法 虽然反应速度快，但需要使用大量酸碱，对环境造成污染。生物法具有环保性和 可持续性，但发酵时间较长，需要经过多次迭代。各种方法各有利弊，需要根据 实际应用场景选择合适的制备方法。
3、反应器设计
反应器设计是木质纤维素生物转化生产纤维素乙醇过程中的重要环节。合理 的设计可以保证反应的效率、产物质量和产量。反应器设计需遵循的原则包括： 设备选型要满足生产规模和工艺要求；反应环境应有利于微生物的生长和代谢； 还需考虑设备的材质、耐高温高压性能等。同时，反应器设计还需结合实验数据 进行优化，以实现最佳效果。
未来展望
木质纤维素原料生物转化生产纤维素乙醇过程的关键技术研究对于实现能源 可持续发展具有重要意义。未来，随着科学技术的不断进步，以下几个方面可能 成为研究重点：
1、高性能酶的开发：通过基因工程等技术手段，开发具有高活性和稳定性 的酶制剂，以提高木质纤维素的酶解效率。
2、高效转化技术的研发：进一步优化生物转化技术，提高木质纤维素的转 化率和产量，降低成本。
关键词：木质纤维素，蒸汽爆破 预处理，生物转化，研究进展

能分解木质素的微生物03列举能分解木头的已知微生物?1,白蚁肚内的细菌2.灵芝产生的酶可以分解木头;3.纤维素酶纤维素酶其实是蜗牛消化液里面的成分。

自然界参与降解木质素的微生物的种类有真菌、放线菌和细菌。

其中，真菌能把木质素彻底降解为CO2 和水。

降解木头（主要成分，木质素）的真菌主要分为三类：白腐菌、褐腐菌和软腐菌。

白腐菌在木质素的生物降解中占有十分重要的地位。

白腐菌多数是担子菌（Basidiomycetes[2]，少数为子囊菌。

黄孢原毛平革菌是研究最多的木质素降解菌。

Tien[3]和Glenn 两个研究小组几乎同时发现木质素被降解的关键是黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）产生的胞外木质素过氧化物酶系的作用。

该酶系包括木质素过氧化物酶（Lignin peroxidase，简称Lip）、锰过氧化物酶（Mn-dependent peroxidase ，简称MnP），除此之外，还有虫漆酶、HRP、CDH 等酶类[4]。

云芝（Corilus versicolor）是一种非常重要的白腐菌，对木质素的降解能力较强。

丁少军等研究了云芝漆酶的培养和分离纯化研究，发现在云芝的木质素降解过程中，漆酶活力较高而木素过氧化物酶、锰过氧化物酶活力较低，它们对木质素的降解率比黄孢原毛平革菌提高近一倍，并认为漆酶在云芝的木质素降解过程中起非常重要的作用。

林鹿等[6]研究了白腐菌木云芝和黄孢原毛平革菌对制浆黑液中硫酸盐木质素的降解作用和影响因素。

他们发现分子量在1 500～3 000 kD 之间的硫酸盐木质素降解最为显著；两种白腐菌的降解能力不同，培养10 天后，木云芝Lu-11 的降解率达74.5%，降解产物只有一种主要组分，而黄孢原毛平革菌的降解率为65.6%，降解产物有两种，培养条件如：碳源、氮源、pH 值、温度对白腐菌降解硫酸盐木质素的作用有明显影响；在白腐真菌胞内中，除含有利用H2O2 的过氧化物酶系外，还分泌利用O2 的多酚氧化酶系，主要为漆酶（laccase），该酶需要依赖氧和助剂的存在才能有明显的脱甲氧基和脱木质素作用。

灵芝木质素降解酶研究及其潜在应用进展作者：王庆福黄清铧梁磊李奇伟安玉兴来源：《热带作物学报》2015年第07期摘要灵芝不仅具有很好的药理活性，而且具有高效降解木质素的潜在特性。

为进一步了解灵芝木质素降解酶作用机制及其表达调控，促进灵芝木质素降解酶研究和相关产业发展，分别对木质素降解酶组成和生物降解机制、灵芝木质素降解酶表达调控以及灵芝木质素降解酶潜在应用前景进行评述，并针对灵芝降解木质纤维素过程研究中存在的问题提出相关研究建议。

关键词灵芝；木质素降解酶；生物降解；作用机制中图分类号 S567.31 文献标识码 AAbstract Ganoderma is famous for its good pharmacological activities and has valuable features of to decompose lignin. The biodegradation mechanism， types of ligninolytic enzymes from the genus Ganoderma， the expression regulation of the lignin modifying enzymes， as well as the potential applications of these enzymes are summarized in this article. This review would provide an insight in the current issues and research direction of Ganoderma spp. in the process of lignocellulose degradation.Key words Ganoderma spp.； Ligninolytic enzymes； Biodegradation； Mechanism of action doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.07.029木质素主要存在于木材和秸秆中，是农林产业的主要副产物，每年全世界产量约1 500亿t，是储量巨大的潜在绿色资源，然而这类副产物利用率只有11%左右，主要是作为造纸工业原料、直接燃烧或掩埋，甚至直接废弃，不仅造成资源的巨大浪费，同时也造成环境的污染。

生物全木质素的代谢与应用木质素是一种结构复杂、纤维化的生物大分子，它在植物细胞壁中占据着重要的位置。

全木质素作为木质素的主要组成部分，在植物的生长和发育过程中扮演着至关重要的角色。

随着技术的发展，人们开始探讨全木质素的代谢和应用，希望能更好地应用这种生物大分子。

一、全木质素的生物代谢全木质素的代谢过程可以分为两个主要过程：降解过程和合成过程。

降解过程是指木质素分子在生物体内被降解为小分子物质的过程。

这个过程在自然界中由微生物承担。

微生物通过它们特有的代谢途径，将全木质素分子分解成小分子物质，释放出能量并为微生物提供生长所需的原料。

合成过程是指植物细胞通过代谢途径，将小分子物质合成为全木质素分子的过程。

这个过程中，植物细胞通过芳香族代谢途径将糖类、酚类和脂肪酸等小分子有机物合成为单体，进一步聚合为多聚体，最终形成全木质素分子。

二、全木质素的应用随着对全木质素的深入研究，人们发现其在许多领域具有广泛的应用价值。

1. 能源领域全木质素是一种含碳结构复杂的生物大分子，当它被降解为小分子物质时会释放出大量的能量。

因此，全木质素被认为是一种优质的生物质能源。

目前，一些国家已经开始将全木质素纤维作为生产生物燃料的原料。

2. 化学品领域全木质素的结构复杂多样，具有很强的溶解性和稳定性，其化学性质使其在化学工业中具有广泛的应用前景。

例如，全木质素可以被用于生产染料、纤维素和粘合剂等化学品。

3. 医药领域全木质素具有很强的抗氧化性，还能够清除自由基，这些性质使它成为一种很好的天然药物。

此外，全木质素还具有免疫增强作用和抑制病原体作用。

4. 生态领域全木质素的代谢途径具有很强的环保意义。

它可以降解全木质素分子使其变为小分子物质，从而减少人类工业活动对环境的污染。

同时，全木质素的合成过程也是一个重要的二氧化碳固定过程，可以大大减少人类活动对环境的影响。

三、未来展望随着科技的不断进步，人们对全木质素的研究也越来越深入。

未来，全木质素的应用前景将更加广阔，特别是在生物质能源、生态环保和化学品新材料等领域。

木材水解酒精的微生物发酵工艺研究引言木材水解酒精是一种利用微生物发酵木质纤维素产生酒精的过程。

木质纤维素是一种主要成分为纤维素的有机物质，广泛存在于植物细胞壁中。

利用微生物进行木质纤维素水解酒精的发酵工艺，不仅可以有效利用植物资源，而且对于替代传统能源具有重要意义。

本文将重点研究木材水解酒精的微生物发酵工艺，探讨其应用潜力及相关技术。

1. 木材水解酒精的微生物发酵过程木材水解酒精的微生物发酵过程是一种将木材中的纤维素和木质素降解为可溶性糖和其他中间产物的过程，然后利用微生物将这些可溶性糖转化为酒精的过程。

常用的微生物包括酵母菌和细菌等。

1.1 木材水解过程木材水解过程包括物理处理和化学处理两个步骤。

物理处理主要通过高温蒸汽和高压对木材进行预处理，破坏木质纤维素的晶体结构。

化学处理主要是利用酸、碱等化学试剂对木材进行预处理，使纤维素部分水解为可溶性糖。

这些可溶性糖是后续微生物发酵过程的基础。

1.2 微生物发酵过程微生物发酵过程是将前述步骤得到的可溶性糖经过微生物菌种发酵成酒精的过程。

常用的微生物菌种包括酵母菌（如酿酒酵母）和乙醇菌等。

这些微生物菌种能够将可溶性糖通过发酵过程转化为酒精，并且在此过程中产生能源（如ATP）和其他副产物（如二氧化碳）。

2. 木材水解酒精微生物发酵工艺的优势木材水解酒精微生物发酵工艺与传统的纤维素酒精发酵工艺相比具有以下几个优势：2.1 资源可持续利用木材水解酒精微生物发酵工艺可以利用廉价的植物资源，如废弃木材、农业废料等，实现资源的可持续利用。

相比传统的纤维素酒精发酵工艺，木材水解酒精工艺可以减少对粮食等有限资源的需求，具有更好的可持续性。

2.2 生产成本低木材作为一种广泛存在的植物资源，成本较低，能够大规模生产，从而降低了生产成本。

此外，木材水解酒精微生物发酵工艺可以充分利用废弃物及农业废料，避免了资源的浪费。

因此，相比传统的纤维素酒精发酵工艺，木材水解酒精工艺具有更低的生产成本。

木质纤维素木质纤维素是一种常见的天然聚合物，主要存在于植物细胞壁中，是植物体的主要结构成分之一。

它是由葡萄糖分子通过β-1,4-键连接而成的多糖。

木质纤维素在植物生长过程中起着重要的支持和保护作用，使细胞壁具有适当的刚度和形态，同时还可以促进植物的导水和传递养分。

木质纤维素的化学结构木质纤维素的基本化学结构由葡萄糖分子组成，它们通过特定的化学键连接在一起，形成长链状的结构。

在实际的植物细胞壁中，木质纤维素通常与其他的多糖以及一些辅助结构蛋白质相互作用，形成复杂的支架结构。

木质纤维素的性质及应用木质纤维素具有一定的耐水性和机械强度，在工业应用中有着广泛的用途。

木质纤维素可用于纸浆和造纸工业，作为包装材料、卫生纸、纸质衬板等的原料。

此外，木质纤维素还可以通过化学修饰，变成纤维素醋酸盐等高附加值的材料，用于制备纤维素纤维、纺织品、食品添加剂等。

木质纤维素的生物降解木质纤维素在自然界中是可以被微生物降解的，这是通过一系列的酶参与的生物降解过程。

微生物通过产生特定的纤维素酶来分解木质纤维素，最终将其分解成二糖和单糖等小分子，并释放出能量。

这种生物降解的过程对于环境的可持续性具有重要的意义。

木质纤维素的研究前景随着生物技术和材料科学的发展，对木质纤维素的研究也越来越受到关注。

人们致力于发展高效的生物工艺方法，提高木质纤维素的利用率和降解效率，以解决资源浪费和环境问题。

同时，基于木质纤维素的可再生特性，未来还有很大的发展空间，例如开发新型的生物基材料、生物燃料等。

综上所述，木质纤维素作为一种重要的天然聚合物，在植物生长和生态系统中发挥着重要的作用，同时具有广泛的应用潜力。

随着材料科学的进步和生物技术的发展，相信木质纤维素将在更多领域展现出其独特的价值和潜力。

2.1 物理法
2.1.1 机械粉碎 利用削片、粉碎或研磨把木质纤维素
生物质变成 10~30 mm 的切片或 0.2~2 mm 甚至更为细
小的颗粒，以提高比表面积可及性，降低纤维素结晶度
和聚合度，从而提高酶解转化率 。 [4] 机械粉碎的优点
是经处理的纤维素粉颗粒没有膨润性，体积小，原料的
水溶性组分增加，可提高基质浓度，纤维素的水解率也
蒸汽爆破技术分为添加化学试剂和不添加化学试 剂 2 种。Ballesteros 等[14]对不同颗粒大小的禾本农业 废弃物基质通过汽爆处理后的酶解效果研究表明：基 质颗粒较大时（8~12 mm），处理后酶解效果较好，基质 较小时采用汽爆处理后酶解效果反而不理想。 Mielenz 等 研 [15] 究了用蒸汽爆破杨木时加入 NaOH，随 碱浓度的增加，木质素脱除率升高，最高可达 90%。 Linde 等[16]在蒸汽爆破处理前用 0.2% H2SO4 预浸处理 麦秆，分别在 190℃、200℃和 210℃条件下处理 2 min、 5 min 和 10 min。 结 果 表 明 ，在 190℃ 温 度 下 处 理 10 min，葡萄糖和木糖的得率最高。蒸汽爆破预处理 技术因其节能、无污染、酶解效率高和应用范围广，适 用于处理植物纤维原料的简单高效的处理方式，可用 于硬木、软木和农业废弃物等各种植物生物质。 2.2.2 SO2 蒸汽爆破 SO2 蒸汽爆破是在蒸汽爆破预处 理过程中添加 SO2 气体，旨在提高纤维素和半纤维素 的转化率和酶水解效率。Öhgren 等[17]研究了用 SO2爆 破法处理玉米秸秆，处理条件为 190°C，5 min，3% SO2 （按原料干重计算），处理后的玉米秸秆在酶解过程中 除了采用纤维素酶外，还添加了半纤维素酶，葡萄糖得 率 达 到 了 接 近 理 论 转 化 率 的 酶 解 效 率 ，木 糖 得 率 达 70%~74%。 2.2.3 氨纤维爆裂 氨纤维爆裂是指将木质纤维素生物 质置于高温高压状态的液态氨中，保持一定时间，然后

木聚糖酶在畜禽养殖中的应用
木聚糖酶是一种具有降解木质纤维素能力的酶类，在畜禽养殖中有着广泛的应用。

以下是木聚糖酶在畜禽养殖中的几个主要应用领域：
1. 饲料添加剂：木聚糖酶可以作为饲料添加剂，加入到动物饲料中。

由于畜禽的消化系统无法直接分解和利用木质纤维素，木聚糖酶可以帮助动物更好地消化和吸收饲料中的纤维素，提高饲料的利用率和动物的生长性能。

2. 改善饲料质量：木聚糖酶可以促进饲料中纤维素的降解，使得纤维素中的营养物质更易被动物吸收利用。

这有助于改善饲料的营养价值，提高动物对饲料的消化利用效率，并减少粪便的排放量。

3. 降低饲料成本：通过添加适量的木聚糖酶，可以增加饲料中纤维素的降解效率，减少对高价饲料原料的依赖，降低饲料成本。

这对于畜禽养殖业来说具有重要的经济意义。

4. 改善肠道健康：木聚糖酶可以促进畜禽消化道中有益菌的生长和代谢，抑制有害菌的繁殖，改善肠道环境。

良
好的肠道健康状况可以提高动物的消化吸收能力，增强免疫力，减少肠道疾病的发生。

需要注意的是，在应用木聚糖酶时，应根据不同动物种类、年龄和饲养条件进行合理的用量和配方设计，确保达到最佳的效果。

此外，为了确保安全性和有效性，建议在使用前咨询专业人员并遵循产品说明。

微生物在生物质废弃物处理中的应用与能源利用1.引言生物质废弃物是指由农业、林业、工业和城市生活等领域产生的有机废弃物，包括农作物秸秆、食品残渣、家庭垃圾等。

这些废弃物的处理和能源利用一直是环境保护和可持续发展的重要课题。

微生物作为自然界中重要的分解者和转化者，在生物质废弃物的处理中发挥着重要的作用。

本文将介绍微生物在生物质废弃物处理中的应用与能源利用的相关研究进展。

2.微生物的代谢特点微生物具有多样的代谢途径，能够分解和转化生物质废弃物中的有机物质。

首先，微生物通过分泌酶类来降解生物质废弃物的复杂碳水化合物，如纤维素酶和半纤维素酶能够分解细胞壁中的纤维素和半纤维素。

其次，微生物可以利用废弃物中的有机物质进行发酵产能。

例如，产酸菌能够利用废弃物中的碳水化合物进行酸性发酵，产生乙酸等有机酸。

另外，厌氧微生物还能够利用废弃物中的有机物质进行产气发酵，产生甲烷等可燃气体。

微生物的这些代谢特点为生物质废弃物的处理提供了技术支持和研究方向。

3.微生物的应用3.1 生物质废弃物的降解微生物降解废弃物是一种环境友好的处理方式。

研究表明，许多微生物能够有效降解各类生物质废弃物。

例如，白腐菌属和褐腐菌属等真菌能够分解木质纤维素，在生物质废弃物的降解过程中起到重要作用。

另外，厌氧微生物可以利用产生的有机酸和甲烷来精细分解生物质废弃物，从而避免了废弃物的气候变化效应。

3.2 微生物的发酵产能微生物的发酵代谢能力被广泛应用于生物质废弃物的能源利用中。

以乙酸发酵为例，通过培养产酸菌如大肠杆菌和乙酸菌在适宜的培养条件下，可利用废弃物中的碳水化合物制备乙酸。

此外，利用厌氧消化技术，废弃物中的有机物质也可以转化成甲烷等可燃气体，用于替代化石燃料，从而实现能源的可再生利用。

4.微生物的优化利用4.1 微生物的选育与改良为了提高微生物在生物质废弃物处理中的效率和能源利用率，研究人员通过筛选和选育高效微生物，或通过基因工程技术对微生物进行改良。

通过实验观测和数据统计，我们发现所选木质素降解微生物在培养过程中表 现出不同的生长特性和降解能力。其中，部分微生物生长速度快，适应能力强， 能够迅速降解木质素；而另一些微生物则在特定条件下表现出较高的降解效率。 此外，我们还发现不同种类的微生物对木质素的降解产物也存在差异，这可能与 它们的代谢途径有关。
内容摘要
本次演示的研究结果对于深入了解农业废物堆肥中木质素降解功能微生物群 落结构具有重要的理论和实践意义。首先，研究结果有助于提高我们对农业废物 堆肥过程中木质素降解机制的认识，为优化堆肥工艺提供理论依据。其次，本次 演示的研究结果也为开发新型生物制剂提供了一定的理论基础，有助于推动农业 废物资源化利用和环境保护领域的发展。
2、堆肥化：一种通过微生物作用将有机废弃物转化为有机肥料的过程。
二、关键词解读
3、木质纤维素：一种难以降解的有机物质，在废物堆肥化中起到重要作用。 4、微生物学研究：通过研究微生物的种类、特性及其对木质纤维素的降解作 用，为优化废物堆肥化提供理论依据。
三、文章大纲
1、农林废物堆肥化背景介绍
2、木质纤维素降解微生物学研 究目的
结论
结论
本次演示通过对木质素降解微生物特性的研究，分析了它们对农业废物堆肥 腐殖化的影响。实验结果表明，不同种类的木质素降解微生物在生长特性和降解 能力上存在差异，这对于优化农业废物堆肥过程具有指导意义。然而，如何充分 发挥木质素降解微生物的作用还需进一步探讨。
结论
未来的研究方向可以包括研究不同环境条件下木质素降解微生物的响应机制、 探讨与其他有机废物分解微生物的相互作用以及开发高效、环保的木质素降解复 合菌剂等。
实验结果与分析
在农业废物堆肥腐殖化过程中，木质素降解微生物的作用不容忽视。一方面， 它们能够直接降解木质素，促进废物中有机物的分解；另一方面，它们还能通过 产生有益的微生物群体和相关代谢产物，促进堆肥过程中其他有机物的降解和转 化。因此，合理利用木质素降解微生物对于提高农业废物堆肥效率和质量具有重 要意义。

本实验所得内切酶在微酸条件下比较稳定，PH8 以后酶活力就迅速下降，这和大多数真菌类的纤 维素酶是一致的。在酶的热稳定性实验中发现， 在比较高的温度下酶活力下降很快，到80℃时候， 已经几乎检测不出酶活力，表明酶蛋白已经变性。
乙醇对酶活力起抑制作用，乙醇浓度越高，酶活 力越低。在同步糖化发酵过程中，由于乙醇的产 生，会直接抑制葡萄糖的生成，所以一定要想办 法移除它。
它是一种研究天然木质纤维素降解的重要 的生物种类。
褐腐真菌在木纤材料上生长时，普遍产生 具有产H0’（羟基自由基）活性的低分子 量的物质。
铁元素在褐腐菌的整个纤维素辅助降解体 系中起着至关重要的作用。
《褐腐菌辅助降解纤维素活性物质的研究》 张齐翔 山东大学 硕士学位论文
《褐腐真菌降解木质纤维素机制的研究》 王蔚硕士学位论文
《纤维素酶生产菌的选育及纤维素降解特 性的研究》陈丽莉长春理工大学硕士学位 论文
研究热门微生物
较热门的有绿色木霉，黑曲霉，白腐真菌， 褐腐菌等。
微生物研究状况
绿色木霉
董义伟通过一系列实验来研究绿色木霉酶 解作用条件和酶解过程研究。他得出以下 结论：
1.酶解过程中水份的变化和酶解的强弱联系 紧密，随着水解强度增加培养基中的水分 含量上升，到第四天达到最高峰，以后逐 渐减弱。
微生物破坏纤维素方式
纤维素的微生物破坏有两种可能的方式， 一种是破坏外部，然后向内发展；另一种 是由内向外侵蚀。微生物分解纤维素时有 一个共同的特点，即合成胞外纤维素酶， 但有少量的微生物合成纤维素酶簇降解结 晶纤维素。
纤维素酶系
内切葡聚糖酶 (Endoglucanase，EG．EC3．2．1.4) 外切纤维素酶(Cellobiohydrolases，CBH，

纤维素降解菌资料那些是植物结构多糖，是细胞壁的主要成分。

通过对降解纤维素微生物发生的分析。

可知具有降解纤维素能力的微生物分布在细菌、放线菌、和真菌的许多菌属中，其中真菌被认为是自然界中有机质特别是纤维素物质的主要降解者、降解纤维素微生物种类木质素的存在木质素（lignin ）与纤维素及半纤维素共同形成植物体骨架，是自然界中在数量上仅次于纤维素的第二大天然高分子材料，据估计全世界每年可产生600万亿吨[18] 。

木质素是植物的主要成分之一，它是植物细胞胞间层和初生壁的主要填充物，其产量是仅次于纤维素的最为丰富的有机物，通常在木质细胞中占15%～30%。

从化学结构看[19]，针叶树的木质素主要由松柏醇的脱氢聚合物构成愈创木基木质素；阔叶树的木质素由松柏醇和芥子醇的脱氢聚合物构成愈创木基紫丁香基木质素；而草本植物则是由松柏醇、芥子醇和对香豆醇的脱氢聚合物和对香豆酸组成因而使木质素成为结构复杂、稳定、多样的生物大分子物。

木质素依靠化学键与半纤维素连接，包裹在纤维之外，形成纤维素。

植物组织由于木质素存在而有了强度和硬度。

在生活生产中，大部分的木质素被直接排放，不仅浪费了这种宝贵的资源，还对周围环境产生巨大影响，因此研究木质素的降解和利用越来越成为热门的课题。

绿色植物占地球陆地生物量的95% ，其化学物质组成主要是木质素、纤维素和半纤维素，它们占植物［］干重的比率分别为15%~20%,45%和20% 农作物秸杆是这类生物质资源的重要组成部分，全世界年产量为20 多亿吨，而我国为 5 亿多吨但是，要充分、有效地利用这类资源却相当困难，这是由于秸秆产量!" B ’随季节变化，且量大、低值、体积大、不便运输，大多数动物都不能消化其木质纤维素，自然降解过程又极其缓慢，导致大部分秸秆以堆积、荒烧等形式直接倾入环境，造成极大的环境污染和浪费’存在于秸秆中的非水溶性木质纤维素很难被酸和酶水解，主要是因纤维素的结晶度、聚合度以及环绕着纤维素与半纤维素缔合的木质素鞘所致’木质素与半纤维素以共价键形式结合，将纤维素分子包埋在其中，形成一种天然屏障，使酶不易与纤维素分子接触，而木质素的非水溶性、化学结构的复杂性，导致了秸秆的难降解性’所以，要彻底降解纤维素，必须首先解决木质素的降解问题’因此，秸秆利用的研究从过去的降解纤维素的研究转向了木质的降解研究，作者对此进行了综述’木质素降解微生物的种类在自然界中，能降解木质素并产生相应酶类的生物只占少数%木质素的完全降解是真菌、细菌及相应微生物群落共同作用的结果，其中真菌起着主要作用% 降解木质素的真菌根据腐朽类型分为：白腐菌———使木材呈白色腐朽的真菌；褐腐菌———使木材呈褐色腐朽的真菌和软腐菌%前两者属担子菌纲，软腐菌属半知菌类% 白腐菌降解木质素的能力尤于其降解纤维素的能力，这类菌首先使木材中的木质素发生降解而不产生色素%而后两者降解木质素的能力弱于其降解纤维素的能力，它们首先开始纤维素的降解并分泌黄褐色的色素使木材黄褐变，而后才部分缓慢地降解木质素% 白腐菌能够分泌胞外氧化酶降解木质素，因此被认为是最主要的木质素［，］降解微生物!木质素的生物降解的应用木质素的生物降解目前成功地用于生产实践的实际应用尚不多见，但在有些方面的研究已经显现出诱人的前景-&）造纸工业分解木质素的酶类在造纸工业上的应用有两个方面，一是用改造旧的造纸工艺，用于生物制浆、生物漂白和生物脱色-黄孢原毛平革菌和P.brvispora等在国外已经得到成功利用-如用P.brvispora)(%/ 进行生物制浆预处理可降低47%的能耗并增加了纸浆的张力，但它们的木质素降解率和产酶量都还是极为有限的，处理时间过长，距大规模推广应用尚有一定的距离- 二是木质素分解菌或酶类用于造纸废［］水的处理，这方面的国内外研究报告已有很多且已取得了一定的实效0 -%）饲料工业木质素分解酶或分解菌处理饲料可提高动物对饲料的消化率- 实际上，木素酶和分解菌的应用已经突破了秸秆仅用于反刍动物饲料的禁地，已有报道饲养猪、鸡的实验效果- 目前，以木素酶、纤维素酶和植酸酶等组成的饲料多酶复合添加剂已达到了商品化的程度-"）发酵与食品工业木质纤维素中木质素的优先降解是制约纤维素进一步糖化和转化的关键，已有很多实验偿试使用秸秆进行酒精发酵或有机酸发酵，但看来这还有很长的路要走-在食品工业如啤酒的生产中，可使用漆酶等进行沉淀和絮凝的脱除，使酒类得到澄清-!）生物肥料传统上曾使用高温堆肥的办法来使秸秆转化为有机肥料，但这些操作劳动强度大，近年来不为农民所欢迎最近，秸秆转化为有机肥料的简单而行之有效的办法是秸秆就地还田但是，还田秸秆- -在田间降解迟缓并带来了一系列的耕作问题，而解决这些问题的关键是加速秸秆的腐熟过程，因此，以白腐菌为代表的木质素降解微生物为这种快速腐熟提供了理论上的可能性-在国内，已有几家科研单位在进行相相似文献(10条)1.期刊论文李燕荣.周国英.胡清秀.冯作山.LI Yan-rong.ZHOU Guo-ying.HU Qing-xiu.FENG Zuo-shan 食用菌生物降解木质素的研究现状-中国食用菌2009,28(5)木质素是农作物秸秆中的主要成份之一,木质素降解直接影响秸秆等植物资源的利用效率.从降解木质素的食用菌种类、食用菌木质素降解酶系及其营养调控机理、应用前景共4个方面,综述了食用菌生物降解秸秆木质素的研究现状.2.学位论文黄红丽堆肥中木质素的生物降解及其与腐殖质形成关系的研究2006随着社会的发展，有机固体废物的排放急剧增加。

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;应用中图分类号 tq351.01+2 文献标识码a 文章编号1007-5739(2009)11-0274-02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。