תַקצִיר:[רקע] פירוק חיידקים אלקלי ליגנין משך תשומת לב רבה יותר בשל המאפיינים של יעילות השפלה גבוהה והגנה על הסביבה. [מטרה] סינון פטריות פירוק ליגנין יעיל ביותר ואופטימיזציה של תנאי הפירוק שלהן. [שיטות] זני פירוק ליגנין ביעילות גבוהה נבדקו על ידי שיטות guaiacol-PDA ו-anilin blue plate, ותנאי התרבית אופטימיזו על ידי הקרנה חד-גורם וניסוי משטח תגובה. [תוצאות] זן פירוק ליגנין יעיל BYL-7 נבדק וזוהה בתחילה כ-Trametes versicolor על ידי ניתוח מורפולוגי ורב-רצף. בדיקת הגורם הבודד הוכיחה כי ה-pH, הטמפרטורה וכמות החיסון ההתחלתית היו הגורמים המשפיעים המשמעותיים על פירוק ליגנין, ובדיקת פני התגובה קבעה שהתנאים האופטימליים לפירוק ליגנין הם pH התחלתי של 6.7, טמפרטורה 25 מעלות וכמות חיסון 8 אחוזים. . בתנאים אלה, שיעור הפירוק הליגנין הבסיסי היה 36.5 אחוזים, שהיה גבוה ב-54.0 אחוזים מבעבר; שיעורי הפירוק של ליגנין קש אורז, המיצלולוזה ותאית היו 32.8 אחוזים, 21.5 אחוזים ו-13.2 אחוזים, בהתאמה. ביניהם, שיעור הפירוק הליגנין הוגבר ב-36.1 אחוזים בהשוואה לקודם. פעילות Laccase הגיעה לשיא ב-120.0 U/L ביום השישי, שהיה גבוה ב-25.0 אחוזים מבעבר; פעילות הליגנין פרוקסידאז הגיעה לשיא של 1 343.8 U/L ביום השישי, שהיה גבוה ב-36.0 אחוזים מבעבר; פעילות המנגן פרוקסידאז הגיעה לשיא של 463.8 יחידות/ליטר ביום החמישי, שהיה גבוה ב-31.7 אחוזים מבעבר. [מסקנה] תוצאות הניסוי סיפקו משאב פוגוס שימושי לפירוק ליגנין, אך גם צברו נתונים רלוונטיים למחקרים הבאים על ליגנין.
המבנים האקראיים והקשרים העמידים נחשבים למכשולים העיקריים עבור היישום התעשייתי של ליגנין בהשוואה. למרות שנמצאו כמה אנזימים הקשורים לפירוק ליגנין, עדיין קיימים אתגרים בתהליך של וולוריזציה של ליגנין [2,3]. ראשית, קשה לאנזימים לקיים אינטראקציה עם ליגנין המורכבים ממבנים הטרוגניים ואמורפיים. שנית, קשה להפיק ליגנין מביומסה ליגנו-תאית. שתי אסטרטגיות עיקריות נועדו לפתור את האתגר הזה. האסטרטגיה הראשונה למיצוי ליגנין היא להשאיר את הליגנין בלתי מסיס ולגרום לתאית והמיצלולוזה להיכנס לשלב הנוזלי. אסטרטגיה נוספת הפוכה בתכלית היא הידרוליזה או מסיס של ליגנין אך לשמור על תאית והמיצלולוז בלתי מסיסים (איור 1א) [4]. האתגר השלישי הוא להשיג מוצרים כימיים מעיבוד ליגנין עם תפוקות וטהרות גבוהות. במהלך תהליך הדה-פולימריזציה, לשברי הליגנין המפורקים יש בדרך כלל תגובתיות גבוהה בתנאי דה-פולימריזציה, מה שעלול לגרום לתגובות לוואי רבות בלתי נשלטות, לרבות פולימריזציה מחדש ועיבוי. תגובות לוואי אלו יוצרות תרכובות חדשות שעשויות להפריע להמרה הישירה של ליגנין למוצרי יעד [5,6]. עם גילוי עוד אנזימים ומסלולים מפרקי ליגנין, תוקדש תשומת לב גוברת לכימיקלים בעלי הערך המוסף שמקורם בפירוק ליגנין.
מבוא
ביומסה ליגנו-תאית היא המשאב המתחדש היחיד על פני כדור הארץ, המופק ב-60 מיליארד טון כפחמן קשור אורגנית בשנה, שיש לו פוטנציאל ליצור עתיד אנרגיה בר-קיימא. ב"חזון מיליארד הטון" שלהם, משרד האנרגיה האמריקני (DOE) דיווח שכמעט 1.3 מיליארד טונות יבשות של ביומסה צמחית עלולים להפוך לזמינים לייצור דלק ביולוגי ולעקור יותר מ-30 אחוזים מהצריכה של תחבורה נוזלית במדינה דלקים (Perlack et al., 2005). הסרת ליגנין מביומסה עוזרת לשפר את היעילות של הידרוליזה של תאית והמיצלולוז, ולכן, מקלה על ניצול חלק הפחמימות של ביומסה בייצור אתנול תאית וביו-דלקים אחרים (Siqueira et al., 2012). מדי שנה, כ-50-60 מיליון טון ליגנין מיוצרים על ידי תעשיית העיסה והנייר בלבד. כמות הליגנין הזמין צפויה לעלות עוד יותר כתוצאה מהפיתוחים האחרונים בבתי זיקוק שמטרתם להחליף את חומרי הזנה המאובנים בביומסה ליגנו-תאית לייצור דלק ביולוגי. דו"ח של DOE לאחרונה מעריך כי ניתן להפיק 0.225 מיליארד טונות של ליגנין (ליגנין מבית זיקוק) מעיבוד 750 מיליון טונות של חומרי גלם ביומסה לדלק ביולוגי (Bozell et al., 2007). עם זאת, השימוש המסחרי בליגנין מוגבל ל-2 אחוזים בלבד מהזמינות שלו, והשאר (Gosselink et al., 2004) נשרפים בדרך כלל כדי לספק קיטור וחום תהליך עבור מפעלי העיסה והנייר. דווח שלליגנין המשמש כדלק בעלות נמוכה יש ערך של 0.18$ בלבד/ק"ג ואילו ערכו כחומר הזנה כימי גבוה בערך פי שישה (Macfarlane et al., 2009). מכיוון שמוצרי הליגנין הקיימים כיום מבוססים בעיקר על ליגנוסולפונטים בעלי ערך נמוך (כמיליון טון) וליגנינים קראפט (100,000 טון), שווקי הליגנין עומדים בקיפאון ב-300 מיליון דולר בשנה עם שיעורי צמיחה נמוכים מאוד (האומות המאוחדות). , 2012).
מנהלת מכירות: ג'סיקה שאו
Whatsapp: פלוס 86 18292830413
אימייל :Sales7@konochemical.com