木质素降解毕业论文任务书

由于木质素由芳香烃的衍生物以C-C键、－O－键纵横交联在一起，其侧链又与半纤维素以价键结合形成一个十分致密的网络结构，将纤维素紧紧包裹在里面，以屏蔽效应阻碍了纤维素酶吸附纤维素分子，因而是目前公认的微生物难降解的芳香族化合物之一。 据研究报道，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，其中真菌在降解木质素过程中起着主要作用。降解木质素的真菌根据腐朽类型分为：白腐菌、褐腐菌和软腐菌。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优于其降解纤维素的能力，它能够分泌胞外氧化酶降解木质素，而后两者降解木质素的能力弱于其降解纤维素的能力。因此白腐菌被认为是最主要的木质素降解微生物。 白腐菌降解木质素机理：首先是产生H20的氧化酶：细胞内葡萄糖氧化酶，细胞外乙二醛氧化酶。它们在分子氧的参与下氧化相应底物激活过氧化物酶，从而启动酶催化循环。同时，合成对木质素降解起作用的胞外酶，这些酶包括白腐菌分泌的虫漆酶（1accase），木素过氧化酶（ligninperoxidase），氧化酶（），依赖锰的过氧化酶（manganeseperoxidase）以及酚氧化酶（phenoloxidase）。其中漆酶是氧化酚类物质，它将酚上的氢给予氧生成醌自由基，借助自由基反应，与木素的部分分解一起发生高分子化，这些反应主要导致侧链和芳香环裂解。在白腐菌降解木质素过程中，木质素降解酶作为高效催化剂参与反应，借助自身形成的H202，靠酶触启动一系列的自由基链反应，先形成高活性的酶中间体，将木质素等有机物（RH）氧化成许多不同的自由基（R·）和氧化能力很强的羟基自由基（·OH），实现对木质素的生物降解。

首先谈谈对木质素的分离。由于木质素本身结构具有复杂性，而且可以和半纤维素形成LCC，木质素的分离本身就是一个难题。木质素有两种，原本木质素和分离木质素。分离木质素的代表是Klason木质素。制备方法是对脱脂原料先用72%硫酸破坏纤维素的结晶区，然后一段时间后，稀释至百分之三后对纤维素进行水解，所剩固体为Klason木质素。此种方法对于木质素结构破坏较大，但适合于木质素含量测定。原本木质素对于结构破坏较小，适合于结构研究，代表是磨木木质素（MWL）和纤维素酶解木质素（CEL）。后者是北卡的张厚民教授提出的。（不过说实话，总归是要破坏结构的，木质素的结构是个世界性的难题。）再谈谈纤维素的分离。纤维素的分离是个传统的问题。制浆造纸工业的目的就在于去除木质素，保留纤维素和半纤维素。由于剥皮反应和水解反应的存在，制浆造纸工业所得到的纤维素，在结构上也发生了变化。这就迫使我们找到一种纤维素的良溶剂。怎么说呢，纤维素是个具有多分散性的高分子的混合物，而且溶解大约只能溶解一部分吧。而且纤维素具有两相结构，结晶区和无定形区。溶解要先润涨，破坏结晶区。做的最好的，印象中是武汉大学的张俐娜院士开发的碱脲体系。半纤维素分离了解不多，还是要看情况的。一方面半纤维素和木质素连接比较复杂。另一方面抗降解能力也不同。