Abstrakt:[Bakgrund] Mikrobiell nedbrytning Alkalisk lignin har väckt mer uppmärksamhet på grund av dess egenskaper med hög nedbrytningseffektivitet och miljöskydd. [Mål] Screena högeffektiva ligninnedbrytningssvampar och optimera deras nedbrytningsförhållanden. [Metoder] Högeffektiva ligninnedbrytningsstammar screenades med guaiacol-PDA och anilinblå platta metoder, och odlingsförhållandena optimerades genom enkelfaktorscreening och responsytexperiment. [Resultat] En effektiv ligninnedbrytningsstam BYL-7 screenades och identifierades initialt som Trametes versicolor genom morfologisk analys och multi-sekvensanalys. Enkelfaktortestet visade att det initiala pH-värdet, temperaturen och inokulummängden var de signifikanta påverkande faktorerna för ligninnedbrytning, och responsyttestet fastställde att de optimala förhållandena för nedbrytning av lignin var initialt pH 6,7, temperatur 25 grader och inokulummängden 8 procent . Under dessa förhållanden var nedbrytningshastigheten för alkaliskt lignin 36,5 procent, vilket var 54,0 procent högre än tidigare; nedbrytningshastigheten för rishalmlignin, hemicellulosa och cellulosa var 32,8 procent, 21,5 procent respektive 13,2 procent. Bland dem ökade ligninnedbrytningshastigheten med 36,1 procent jämfört med tidigare. Laccase-aktiviteten nådde en topp på 120.0 U/L under den 6:e dagen, vilket var 25,0 procent högre än tidigare; ligninperoxidasaktiviteten nådde en topp på 1 343,8 U/L på den 6:e dagen, vilket var 36,0 procent högre än tidigare; manganperoxidasaktiviteten nådde en topp på 463,8 U/L under den 5:e dagen, vilket var 31,7 procent högre än tidigare. [Slutsats] De experimentella resultaten gav en användbar fugusresurs för nedbrytning av lignin, men ackumulerade också relevanta data för efterföljande forskning om lignin.
De slumpmässiga strukturerna och de resistenta kopplingarna anses vara de största hindren för industriell tillämpning av lignin jämfört. Även om vissa enzymer relaterade till ligninnedbrytning har hittats, finns det fortfarande utmaningar i processen med ligninvalorisering [2,3]. För det första är det svårt för enzymer att interagera med lignin som består av heterogena och amorfa strukturer. För det andra är det svårt att extrahera lignin från en lignocellulosabiomassa. Två huvudstrategier är utformade för att lösa denna utmaning. Den första strategin för extraktion av lignin är att hålla lignin olösligt och få cellulosa och hemicellulosa att gå in i vätskefasen. En annan diametralt motsatt strategi är att hydrolysera eller solubilisera lignin men hålla cellulosa och hemicellulosa olösliga (Figur 1a) [4]. Den tredje utmaningen är att få fram kemiska produkter från ligninbearbetning med högt utbyte och hög renhet. Under depolymerisationsprocessen har de depolymeriserade ligninfraktionerna vanligtvis hög reaktivitet under depolymerisationsförhållanden, vilket kan orsaka många okontrollerbara sidoreaktioner, inklusive repolymerisation och kondensation. Dessa bireaktioner genererar nya föreningar som kan hindra den direkta omvandlingen av lignin till målprodukter [5,6]. Med upptäckten av fler ligninnedbrytande enzymer och vägar kommer ökad uppmärksamhet att ägnas åt de förädlade kemikalier som härrör från ligninnedbrytning.
Introduktion
Lignocellulosabiomassa är den enda förnybara resursen på jorden, reproducerad med 60 miljarder ton som organiskt bundet kol per år, som har potential att skapa en hållbar energiframtid. I sin "miljardtonvision" rapporterade det amerikanska energidepartementet (DOE) att nästan 1,3 miljarder torra ton växtbiomassa kan bli tillgänglig för att producera biobränslen och tränga undan mer än 30 procent av landets konsumtion av flytande transporter bränslen (Perlack et al., 2005). Avlägsnande av lignin från biomassa hjälper till att förbättra effektiviteten av cellulosa- och hemicellulosahydrolys och underlättar därför utnyttjandet av kolhydratdelen av biomassa vid produktion av cellulosaetanol och andra biobränslen (Siqueira et al., 2012). Årligen produceras cirka 50–60 miljoner ton lignin enbart av massa- och pappersindustrin. Mängden tillgängligt lignin förväntas öka ytterligare som ett resultat av den senaste utvecklingen av bioraffinaderi som syftar till att ersätta fossila råvaror med lignocellulosabiomassa för produktion av biobränsle. En färsk DOE-rapport uppskattar att 0,225 miljarder ton lignin (bioraffinaderilignin) skulle kunna produceras från bearbetning av 750 miljoner ton biomassaråvara till biobränsle (Bozell et al., 2007). Den kommersiella användningen av lignin är dock begränsad till endast 2 procent av dess tillgänglighet, medan resten (Gosselink et al., 2004) vanligtvis bränns för att ge ånga och processvärme till massa- och pappersbruken. Det har rapporterats att lignin som används som lågprisbränsle har ett värde av endast 0,18 USD/kg medan dess värde som kemiskt råmaterial är ungefär sex gånger högre (Macfarlane et al., 2009). Eftersom befintliga ligninprodukter för närvarande huvudsakligen är baserade på lågvärdiga lignosulfonater (cirka 1 miljon ton) och kraftligniner (100,000 ton), stagnerar ligninmarknaderna på 300 miljoner dollar per år med mycket låg tillväxttakt (FN) , 2012).
Försäljningschef: Jessica Shao
Whatsapp: plus 86 18292830413
E-post:Sales7@konochemical.com