纤维素降解菌

那些是植物结构多糖，是细胞壁的主要成分。

通过对降解纤维素微生物发生的分析。可知具有降解纤维素能力的微生物分布在细菌、放线菌、和真菌的许多菌属中，其中真菌被认为是自然界中有机质特别是纤维素物质的主要降解者、

降解纤维素微生物种类

木质素的存在

木质素（lignin ）与纤维素及半纤维素共同形成植物体骨架，是自然界中在

数量上仅次于纤维素的第二大天然高分子材料，据估计全世界每年可产生600

万亿吨[18] 。木质素是植物的主要成分之一，它是植物细胞胞间层和初生壁的主

要填充物，其产量是仅次于纤维素的最为丰富的有机物，通常在木质细胞中占

15%～30%。从化学结构看[19]，针叶树的木质素主要由松柏醇的脱氢聚合物构成

愈创木基木质素；阔叶树的木质素由松柏醇和芥子醇的脱氢聚合物构成愈创木

基紫丁香基木质素；而草本植物则是由松柏醇、芥子醇和对香豆醇的脱氢聚合

物和对香豆酸组成因而使木质素成为结构复杂、稳定、多样的生物大分子物。

木质素依靠化学键与半纤维素连接，包裹在纤维之外，形成纤维素。植物组织

由于木质素存在而有了强度和硬度。

在生活生产中，大部分的木质素被直接排放，不仅浪费了这种宝贵的资源，

还对周围环境产生巨大影响，因此研究木质素的降解和利用越来越成为热门的

课题。

绿色植物占地球陆地生物量的95% ，其化学物质组成主要是木质素、纤维素和半纤维素，它们占植物

［］

干重的比率分别为15%~20%,45%和20% 农作物秸杆是这类生物质资源的重要组成部分，全世界年

产量为20 多亿吨，而我国为 5 亿多吨但是，要充分、有效地利用这类资源却相当困难，这是由于秸秆产量

!" B ’

随季节变化，且量大、低值、体积大、不便运输，大多数动物都不能消化其木质纤维素，自然降解过程又极其

缓慢，导致大部分秸秆以堆积、荒烧等形式直接倾入环境，造成极大的环境污染和浪费’

存在于秸秆中的非水溶性木质纤维素很难被酸和酶水解，主要是因纤维素的结晶度、聚合度以及环绕

着纤维素与半纤维素缔合的木质素鞘所致’木质素与半纤维素以共价键形式结合，将纤维素分子包埋在其

中，形成一种天然屏障，使酶不易与纤维素分子接触，而木质素的非水溶性、化学结构的复杂性，导致了秸

秆的难降解性’所以，要彻底降解纤维素，必须首先解决木质素的降解问题’因此，秸秆利用的研究从过去

的降解纤维素的研究转向了木质的降解研究，作者对此进行了综述’

木质素降解微生物的种类

在自然界中，能降解木质素并产生相应酶类的生物

只占少数%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———使木材呈

白色腐朽的真菌；褐腐菌———使木材呈褐色腐朽的真菌

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尤于其降解纤维素的能力，这类

菌首先使木材中的木质素发生降解而不产生色素%而后

两者降解木质素的能力弱于其降解纤维素的能力，它们

首先开始纤维素的降解并分泌黄褐色的色素使木材黄

褐变，而后才部分缓慢地降解木质素% 白腐菌能够分泌

胞外氧化酶降解木质素，因此被认为是最主要的木质素

［，］

降解微生物!

木质素的生物降解的应用

木质素的生物降解目前成功地用于生产实践的实际应用尚不多见，但在有些方面的研究已经显现出

诱人的前景-

&）造纸工业分解木质素的酶类在造纸工业上的应用有两个方面，一是用改造旧的造纸工艺，用于生

物制浆、生物漂白和生物脱色-黄孢原毛平革菌和P.brvispora等在国外已经得到成功利用-如用P.brvispora

)(%/ 进行生物制浆预处理可降低47%的能耗并增加了纸浆的张力，但它们的木质素降解率和产酶量都还

是极为有限的，处理时间过长，距大规模推广应用尚有一定的距离- 二是木质素分解菌或酶类用于造纸废

［］

水的处理，这方面的国内外研究报告已有很多且已取得了一定的实效0 -

%）饲料工业木质素分解酶或分解菌处理饲料可提高动物对饲料的消化率- 实际上，木素酶和分解菌

的应用已经突破了秸秆仅用于反刍动物饲料的禁地，已有报道饲养猪、鸡的实验效果- 目前，以木素酶、纤

维素酶和植酸酶等组成的饲料多酶复合添加剂已达到了商品化的程度-

"）发酵与食品工业木质纤维素中木质素的优先降解是制约纤维素进一步糖化和转化的关键，已有

很多实验偿试使用秸秆进行酒精发酵或有机酸发酵，但看来这还有很长的路要走-在食品工业如啤酒的生

产中，可使用漆酶等进行沉淀和絮凝的脱除，使酒类得到澄清-

!）生物肥料传统上曾使用高温堆肥的办法来使秸秆转化为有机肥料，但这些操作劳动强度大，近年

来不为农民所欢迎最近，秸秆转化为有机肥料的简单而行之有效的办法是秸秆就地还田但是，还田秸秆

- -

在田间降解迟缓并带来了一系列的耕作问题，而解决这些问题的关键是加速秸秆的腐熟过程，因此，以白

腐菌为代表的木质素降解微生物为这种快速腐熟提供了理论上的可能性-在国内，已有几家科研单位在进

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