白腐菌可高效降解木质素

中国科学报, 2012-02-23

中科院西双版纳热带植物园生物能源组的研究人员发现，高等真菌（主要是白色腐朽类）可在水解木材预处理过程中高效降解木质素，这一成果可能有助于燃料乙醇的绿色高效生产，相关论文近日发表于国际期刊《Biofuels, Bioproducts Biorefining》。

纤维素水解后生成的葡萄糖是燃料乙醇和生物质冶炼工业最重要的原料。燃料乙醇目前被广泛用于替代石化汽油产品，但传统的发酵生产乙醇法要消耗大量粮食作物。纤维素是地球上最为丰富的有机物之一，广泛存在于木材、秸秆、棉花等生物质中，目前，美国等国已开始探索用木质纤维素生物质和其他非粮作物为原料生产燃料乙醇。但是，天然的木质纤维素被高度聚合的木质素包裹，阻碍了纤维素与水解催化剂的接触，严重降低了反应效率。因此，在水解反应前，预处理是有效破坏木质素结构且膨化纤维素成分的必要步骤。当前常用于木质纤维素预处理的传统手段存在着不足之处，如物理法能耗高，化学法会污染环境，生物法效率低下等。廉价、高效、绿色的预处理技术受到全球学术界和工业界的关注。

研究表明，高等真菌尤其是白色腐朽类，蕴藏着丰富的木质素氧化酶系，是自然界中高效降解木质素的生力军。该组的研究人员使用版纳植物园19种常见高等真菌的菌丝分离培养物处理柳树木材，实验结果发现，经7种真菌处理后的木材酶水解率有明显提高，且最大的提高了4.27倍。这表明，白腐类真菌是一类在处理过程中具有良好应用前景的微生物，工业大规模使用白腐真菌，具有高通量、低成本的商业效益和绿色、低污染的环境效益，是常规预处理技术的一种补充或替代。