Αφηρημένη:[Υπόβαθρο] Μικροβιακή αποικοδόμηση Αλκαλική λιγνίνη έχει προσελκύσει περισσότερη προσοχή λόγω των χαρακτηριστικών της υψηλής απόδοσης υποβάθμισης και προστασίας του περιβάλλοντος. [Στόχος] Έλεγχος μυκήτων υψηλής απόδοσης αποδόμησης λιγνίνης και βελτιστοποίηση των συνθηκών αποδόμησής τους. [Μέθοδοι] Υψηλής απόδοσης στελέχη αποικοδόμησης λιγνίνης εξετάστηκαν με μεθόδους γουαϊακόλης-PDA και πλάκας μπλε ανιλίνης και οι συνθήκες καλλιέργειας βελτιστοποιήθηκαν με διαλογή ενός παράγοντα και πείραμα επιφάνειας απόκρισης. [Αποτελέσματα] Ένα αποτελεσματικό στέλεχος αποικοδόμησης λιγνίνης BYL-7 εξετάστηκε και αρχικά αναγνωρίστηκε ως Trametes versicolor με μορφολογική ανάλυση και ανάλυση πολλαπλών αλληλουχιών. Η δοκιμή απλού παράγοντα απέδειξε ότι το αρχικό pH, η θερμοκρασία και η ποσότητα εμβολίου ήταν οι σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την αποικοδόμηση της λιγνίνης και η δοκιμή επιφάνειας απόκρισης προσδιόρισε ότι οι βέλτιστες συνθήκες για την αποικοδόμηση της λιγνίνης ήταν το αρχικό pH 6,7, η θερμοκρασία 25 βαθμοί και η ποσότητα εμβολίου 8 τοις εκατό . Υπό αυτές τις συνθήκες, το ποσοστό αποικοδόμησης της αλκαλικής λιγνίνης ήταν 36,5 τοις εκατό , το οποίο ήταν 54,{11}} τοις εκατό υψηλότερο από πριν. τα ποσοστά αποδόμησης της λιγνίνης, της ημικυτταρίνης και της κυτταρίνης από άχυρο ρυζιού ήταν 32,8 τοις εκατό , 21,5 τοις εκατό και 13,2 τοις εκατό, αντίστοιχα. Μεταξύ αυτών, ο ρυθμός αποδόμησης της λιγνίνης ενισχύθηκε κατά 36,1 τοις εκατό σε σύγκριση με πριν. Η δραστηριότητα της λακκάσης κορυφώθηκε στα 120.0 U/L την 6η ημέρα, η οποία ήταν 25.{29}} τοις εκατό υψηλότερη από πριν. η δραστηριότητα της υπεροξειδάσης της λιγνίνης έφτασε στο μέγιστο των 1 343.8 U/L την 6η ημέρα, η οποία ήταν 36,0 τοις εκατό υψηλότερη από πριν. η δραστηριότητα της υπεροξειδάσης του μαγγανίου κορυφώθηκε στα 463,8 U/L την 5η ημέρα, η οποία ήταν 31,7 τοις εκατό υψηλότερη από πριν. [Συμπέρασμα] Τα πειραματικά αποτελέσματα παρείχαν μια χρήσιμη πηγή φούγκας για την αποικοδόμηση της λιγνίνης, αλλά συσσώρευσαν επίσης σχετικά δεδομένα για μετέπειτα έρευνα για τη λιγνίνη.
Οι τυχαίες δομές και οι ανθεκτικοί σύνδεσμοι θεωρούνται τα κύρια εμπόδια για τη βιομηχανική εφαρμογή της λιγνίνης σε σύγκριση. Αν και έχουν βρεθεί ορισμένα ένζυμα που σχετίζονται με την αποδόμηση της λιγνίνης, εξακολουθούν να υπάρχουν προκλήσεις στη διαδικασία αξιοποίησης της λιγνίνης [2,3]. Πρώτον, είναι δύσκολο για τα ένζυμα να αλληλεπιδράσουν με τη λιγνίνη που αποτελούνται από ετερογενείς και άμορφες δομές. Δεύτερον, είναι δύσκολο να εξαχθεί λιγνίνη από μια λιγνοκυτταρινική βιομάζα. Δύο κύριες στρατηγικές έχουν σχεδιαστεί για την επίλυση αυτής της πρόκλησης. Η πρώτη στρατηγική για την εκχύλιση λιγνίνης είναι η διατήρηση της λιγνίνης αδιάλυτη και η εισαγωγή της κυτταρίνης και της ημικυτταρίνης στην υγρή φάση. Μια άλλη διαμετρικά αντίθετη στρατηγική είναι η υδρόλυση ή η διαλυτοποίηση της λιγνίνης αλλά η διατήρηση της κυτταρίνης και της ημικυτταρίνης αδιάλυτες (Εικόνα 1α) [4]. Η τρίτη πρόκληση είναι η απόκτηση χημικών προϊόντων από την επεξεργασία λιγνίνης με υψηλές αποδόσεις και καθαρότητες. Κατά τη διαδικασία αποπολυμερισμού, τα αποπολυμερισμένα κλάσματα λιγνίνης έχουν συνήθως υψηλή αντιδραστικότητα υπό συνθήκες αποπολυμερισμού, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει πολυάριθμες ανεξέλεγκτες παράπλευρες αντιδράσεις, συμπεριλαμβανομένου του επαναπολυμερισμού και της συμπύκνωσης. Αυτές οι παράπλευρες αντιδράσεις δημιουργούν νέες ενώσεις που ενδέχεται να εμποδίσουν την άμεση μετατροπή της λιγνίνης σε προϊόντα-στόχους [5,6]. Με την ανακάλυψη περισσότερων ενζύμων και οδών αποικοδόμησης της λιγνίνης, θα δοθεί αυξανόμενη προσοχή στις χημικές ουσίες προστιθέμενης αξίας που προέρχονται από την αποδόμηση της λιγνίνης.
Εισαγωγή
Η λιγνινοκυτταρινική βιομάζα είναι ο μοναδικός ανανεώσιμος πόρος στη γη, που αναπαράγεται με 60 δισεκατομμύρια τόνους ως οργανικά δεσμευμένος άνθρακας ετησίως, ο οποίος έχει τη δυνατότητα να δημιουργήσει ένα βιώσιμο ενεργειακό μέλλον. Στο «όραμά του για δισεκατομμύρια τόνους», το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE) ανέφερε ότι σχεδόν 1,3 δισεκατομμύρια ξηροί τόνοι φυτικής βιομάζας θα μπορούσαν να διατεθούν για την παραγωγή βιοκαυσίμων και να εκτοπίσουν περισσότερο από το 30 τοις εκατό της κατανάλωσης υγρών μεταφοράς στη χώρα καύσιμα (Perlack et al., 2005). Η απομάκρυνση της λιγνίνης από τη βιομάζα συμβάλλει στην ενίσχυση της αποτελεσματικότητας της υδρόλυσης κυτταρίνης και ημικυτταρίνης, και ως εκ τούτου, διευκολύνει τη χρήση του τμήματος υδατανθράκων της βιομάζας στην παραγωγή κυτταρινικής αιθανόλης και άλλων βιοκαυσίμων (Siqueira et al., 2012). Ετησίως, περίπου 50-60 εκατομμύρια τόνοι λιγνίνης παράγονται μόνο από τη βιομηχανία χαρτοπολτού και χαρτιού. Η ποσότητα της διαθέσιμης λιγνίνης αναμένεται να αυξηθεί περαιτέρω ως αποτέλεσμα των πρόσφατων εξελίξεων στο βιοδιυλιστήριο με στόχο την αντικατάσταση των ορυκτών πρώτων υλών με λιγνοκυτταρινική βιομάζα για την παραγωγή βιοκαυσίμων. Μια πρόσφατη έκθεση DOE εκτιμά ότι 0,225 δισεκατομμύρια τόνοι λιγνίνης (λιγνίνη βιοδιυλιστηρίου) θα μπορούσαν να παραχθούν από την επεξεργασία 750 εκατομμυρίων τόνων πρώτης ύλης βιομάζας για βιοκαύσιμα (Bozell et al., 2007). Ωστόσο, η εμπορική χρήση της λιγνίνης περιορίζεται μόνο στο 2 τοις εκατό της διαθεσιμότητάς της, ενώ το υπόλοιπο (Gosselink et al., 2004) συνήθως καίγεται για την παροχή ατμού και θερμότητας επεξεργασίας για τα εργοστάσια χαρτοπολτού και χαρτιού. Έχει αναφερθεί ότι η λιγνίνη που χρησιμοποιείται ως καύσιμο χαμηλού κόστους έχει αξία μόνο $0,18/kg ενώ η αξία της ως χημική πρώτη ύλη είναι περίπου έξι φορές μεγαλύτερη (Macfarlane et al., 2009). Δεδομένου ότι τα υπάρχοντα προϊόντα λιγνίνης βασίζονται επί του παρόντος κυρίως σε λιγνοσουλφονικά χαμηλής αξίας (περίπου 1 εκατομμύριο τόνοι) και λιγνίνες kraft (100,000 τόνοι), οι αγορές λιγνίνης παραμένουν στάσιμες στα 300 εκατομμύρια δολάρια ετησίως με πολύ χαμηλούς ρυθμούς ανάπτυξης (Ηνωμένα Έθνη , 2012).
Υπεύθυνος πωλήσεων: Jessica shao
Whatsapp: συν 86 18292830413
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ :Sales7@konochemical.com