木质素降解微生物的分离筛选(2)
2.3.4 菌种的复筛 10
2.3.5 木质素降解菌株生长特性研究 10
2.3.6 木质素降解微生物培养条件的研究 11
3. 实验结果与分析 12
3.1木质素降解菌株的筛选 12
3.1.1 S-PDA平板初筛 12
3.1.2 菌株的复筛 13
3.2 木质素降解菌株生长特性研究 13
3.2.1 木质素降解率测定 13
3.2.2 木质素降解酶活力测定 14
3.2.3 菌株生长曲线的测定 14
3.3 木质素降解微生物培养条件的研究 16
3.3.1 氮源对菌株产酶活力的影响 16
3.3.2 氮源用量对菌株产酶活力的影响 16
3.3.3 pH对菌株产酶活力的影响 17
3.3.4 温度对菌株产酶活力的影响 18
3.3.5 摇床转速对菌株产酶活力的影响 18
3.3.6 正交试验 19
4. 结论 21
5. 心得与展望 22
致 谢 23
参考文献 24
1. 绪论
1.1 木质素的概述
木质素(Lignin)是由聚合的芳香醇构成的一类物质，存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁。木质素主要位于纤文素纤文之间，起抗压作用。在木本植物中，木质素占25%，是世界上第二位最丰富的有机物(纤文素是第一位)。
木质素是由四种醇单体（对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇） 形成的一种复杂酚类聚合物。木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。木质素是一种含许多负电集团的多环高分子有机物，对土壤中的高价金属离子有较强的亲和力。
因单体不同，可将木质素分为3种类型：由紫丁香基丙烷结构单体聚合而成的紫丁香基木质素（syringyl lignin，S-木质素），由愈创木基丙烷结构单体聚合而成的愈创木基木质素（guajacyl lignin，G-木质素）和由对-羟基苯基丙烷结构单体聚合而成的对-羟基苯基木质素（hydroxy-phenyl lignin，H-木质素）；裸子植物主要为愈创木基木质素（G），双子叶植物主要含愈创木基-紫丁香基木质素（G-S），单子叶植物则为愈创木基-紫丁香基-对-羟基苯基木质素（G-S-H）。从植物学观点出发，木质素就是包围于管胞、导管及木纤文等纤文束细胞及厚壁细胞外的物质，并使这些细胞具有特定显色反应（加间苯三酚溶液一滴，待片刻，再加盐酸一滴，即显红色）的物质；从化学观点来看，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，它与纤文素、半纤文素一起，形成植物骨架的主要成分，在数量上仅次于纤文素。木质素填充于纤文素构架中增强植物体的机械强度，利于输导组织的水分运输和抵抗不良外界环境的侵袭[1]。
木质素在木材等硬组织中含量较多，蔬菜中则很少见含有。一般存在于豆类、麦麸、可可、巧克力、草莓及山莓的种子部分之中。其最重要的作用就是吸附胆汁的主要成分胆汁酸，并将其排除体外。另外，虽然其详细情况目前尚不得而知，但木质素的构造与多酚非常相似，故此，木质素与多酚应该有密切的关系。总之，二者对于身体都有很好的作用。
木质素是自然界中含量极丰富，结构极复杂的一种天然高分子化合物。它广泛存在于高等植物细胞壁中，是含量仅次于纤文素的生物多聚体。木质素是木材水解工业和造纸工业的副产品，也是作物秸秆以及城市生活垃圾中一种较常见的难降解物质，可造成严重的环境污染。微生物降解是处理木质素的一种安全、无公害的方法，也是目前国内外的研究热点。在这一领域的研究主要包括2个方面：① 研究降解木质素的微生物及其降解能力。能降解木质素的微生物种类较多，白腐菌因其特殊的代谢类型及独特的细胞外降解机制，能降解各种难生物降解的有机污染物而被广泛研究[2]。但对白腐菌等微生物降解木质素的研究目前主要停留在感性阶段，白腐菌如何使木质素高聚物发生解聚反应生成木质素单体，如何进一步使单体发生氧化及芳香环的破解，所知甚少；各种微生物对哪种类型的木质素降解效果较好而对其他木质素降解不明显这类问题，现阶段研究也相对较少；② 对环境因素的调控，主要包括调节堆肥[3]及水处理过程中的温度、氧浓度、pH、碳氮含量及碳氮比等，使环境因素尽最大可能地达到微生物降解的最适环境。由于木质素是由3种不同的单体组成，并且单体之间的连接键也有显著区别，因此，从木质素的层次出发，忽视其本身组成的区别对环境进行的调控不具说服力(即使是同一微生物，在相同环境下处理不同的木质素，其降解程度可能完完全不同)。而如果通过研究不同木质素在各种微生物作用下的生化降解机理，可以有针对性地寻求各类木质素的最佳降解菌种，并分别对其环境影响因素进行深入研究，从而达到提高降解效果的最终目的。另外，现阶段对降解所产生的各种物质具体结构不清楚，而这些物质的pH、溶解度、金属螯合能力、氧化还原能力、微生物毒性等对环境都有着深远影响[4]。
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