概念

研究

固态木质素酶的特点

基质

概念

木质酶是一种广泛存在于植物体中的无定形的、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物。

研究

木质素酶解是一种非专一性的、以自由基为基础的链反应过程。木质素酶不仅对木质素，而且对许多种类的有机物尤其是人工合成的有机污染物都有很强的降解能力，而且具有高谱、高效、低耗、高适用性等特点。这种特殊的降解机制在饲料工业、化学工业、煤炭化学和环境保护方面展现了巨大的应用前景，已经引起了学术界和工业界的广泛关注。而目前木质素酶的生产大多采用合成培养基，进行液态深层发酵生产，必须添加昂贵的诱导物藜芦醇，并且发酵周期长，生产成本高，酶活低，难于进行大规模的生产。最近的几十年，学者逐渐开始用固态发酵技术生产木质素酶。它可模仿天然微生物的生长过程，生产人们需要的产品。

固态木质素酶的特点

产木质素酶的微生物一般都是丝状真菌，固态发酵是模拟真菌的天然生长条件，因此特别适合培养丝状真菌产酶。与液态深层发酵相比，它具有一些优点：发酵体系没有游离水存在，微生物是在其有足够湿度的固态底物上进行反应，底物则既不溶于水，也不悬浮于水中，同时也为微生物的生长提供了一个固定的位置，更有利于真菌的生长和产酶；可利用低值糠麸类和废渣类为原料进行生产，成本低、原料来源丰富；简化生产工艺，免去液体发酵需脱水、收集、干燥的复杂程序；在生产过程中，无废水、废气产生，固体颗粒间隙便于氧传质，通气量小，酶产率高等优点。缺点是发酵不均匀，菌体生长、营养物的吸收和代谢产物的分泌在各处都是不均匀的，使得发酵参数（pH，热，营养条件等）的检测和控制都比较困难，实现工业化困难。

基质

固态发酵最重要的是选择合适的基质。用于木质素酶生产的固态基质可分为两大类：惰性材料，它只作为微生物的固定载体；非惰性材料，不仅作为载体，还作为一些微生物生长需要的营养物质。后者由于它们的双重作用，也被称为底物基质。这些材料主要是含淀粉基和纤维素基的农产品或农业资源，如谷类及其副产品。它们不仅来源广泛，价格低廉，而且利用这些材料还能解决它们的废弃造成的环境和经济问题。基质的选择决定于所要产的酶，基质中还可能存在酶基因表达的诱导物质。陈洪章等利用汽爆麦草固态发酵生产木质素酶。汽爆处理的纤维质原料，特别是草类原料，木质素已部分被降解，其降解产物可以替代昂贵的藜芦醇作为木质素酶基因表达的诱导剂。用于木素过氧化物酶生产的基质要选择木质素含量丰富的，纤维素丰富的基质则有利于合成漆酶。