酶解木质素的分离与结构研究
酶解木质素_磺化丙酮_甲醛缩聚物的合成与应用
表有限公司）；DHG-9036A 电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）；FTIR-8400S 傅里叶红外光谱仪（日本岛津公司）；DV3+旋转黏度计（Bookfield 公司）；JS94H 型电泳仪 （上海中晨数字技术设备有限公司）；VFD-F500 球磨机（杭州捷拓机电设备有限公司）。
1.3 E-LSAF/A-LSAF 的制备 将定量的亚硫酸氢钠、偏重亚硫酸氢钠和适量的去离子水加入装有电动搅拌器、温度计、
表 1 改性前后木素磺酸盐的相对黏度（10-3 Pa·s，5%水溶液）
工业木素磺酸钠 1.625
A-LSAF 1.533
E-LSAF 1.516
黏度的大小往往与分子量的大小成正比。通过对比工业木素磺酸钠、E-LSAF 和 A-LSAF 的黏度（见表 1）可以发现，当添加剂相对分子质量较小时，分子链较短，水煤浆的黏度较
2.2 改性前后木素磺酸盐的吸附量 如图 2 所示，木素磺酸钠的吸附量随着添加剂添加量的增加而增加。煤表面是多孔的结
构，疏水性较强，E-LSAF 中的羰基和磺酸基等具有较强的吸电子能力，易与煤粒表面的含 氮，含氧极性官能团等形成氢键，通过氢键使得 E-LSAF 在煤粒表面的吸附作用增强， E-LSAF 和 A-LSAF 等阴离子分散剂分子很容易被煤粒的孔隙吸附[8-9]，相对于工业木素磺酸 钠而言，E-LSAF 和 A-LSAF 的吸附量较大。
木质素相关文献
木质素相关文献摘要：一、引言二、木质素的定义与性质三、木质素在植物中的功能四、木质素的合成与降解五、木质素研究在我国的发展现状六、木质素的应用前景与挑战七、结论正文：一、引言木质素（Lignin）是一种存在于植物细胞壁中的复杂有机化合物，主要由苯丙烷单体通过共价键连接而成。
作为一种生物高分子，木质素在植物生长、发育及抗病虫害等方面发挥着重要作用。
近年来，随着环境保护意识的增强和可持续发展理念的推广，木质素研究受到广泛关注。
本文将简要介绍木质素的定义、性质、功能、合成与降解以及在我国的研究现状和应用前景。
二、木质素的定义与性质木质素是一种具有复杂结构的生物高分子，主要存在于植物的木质部和草本植物的茎、叶中。
它是由苯丙烷单体（包括对羟基肉桂酸、香豆酸和丁香酸）通过醚键、酯键和共价键连接而成的三维网络结构。
木质素具有较高的分子量、结晶性和稳定性，使其在植物中起到支撑和保护作用。
三、木质素在植物中的功能1.结构支撑：木质素是植物细胞壁的主要成分，提供了植物细胞壁的强度和刚度，支撑植物的生长和发育。
2.水分屏障：木质素具有疏水性，能阻止水分在细胞壁中的扩散，帮助植物抵抗干旱等环境压力。
3.抵抗病原微生物侵染：木质素具有抗菌活性，能阻止病原微生物侵染植物细胞。
4.参与植物生长发育：木质素合成过程中的副产物如酚类物质和芳香族氨基酸，可参与植物生长发育的调控。
四、木质素的合成与降解1.合成：木质素的合成主要发生在植物细胞壁的初生壁和次生壁中，涉及多种酶的催化作用，如肉桂酸-4-羟化酶、香豆酸-4-羟化酶等。
2.降解：木质素降解主要通过真菌、细菌和白蚁等生物体的酶解作用实现。
这些生物体分泌的木质素酶能分解木质素，从而使其成为可被植物吸收利用的营养物质。
五、木质素研究在我国的发展现状我国对木质素的研究始于20 世纪50 年代，经过几十年的发展，我国在木质素的生物合成、降解以及应用等方面取得了一定的成果。
目前，我国已成功克隆了多个木质素合成关键酶的基因，并在木质素的生物降解方面进行了大量研究，为环境保护和资源利用提供了技术支持。
浇注型酶解木质素聚氨酯弹性体的制备
２ １ 酶解 木质 素聚 氨酯 弹性体 的结构 分析 ． 图 １ 实验 制得 的酶解 木质 素 聚 氨酯弹 性体 与 为 酶解木 质 素 的红外谱 图。
素的 引入没 有 降低 聚氨 酯的耐 热性 能。 关键词 ：酶解木质 素 ； 聚氨 酯 ； 耐溶 剂性 能 ； 热性 能 耐 中 图分 类号 ：Ｑ ３ ３ ８ Ｔ ２ ． 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ５—１０ （ ０ ８ ０ ０ ２ ０ １０ ９ ２ ２ ０ ）３— ０ ２— ３
部分 聚乙二醇 ， 用一 步法 ｉ。硫 化成 型 的样 品放入 ５ＭＰ ， ０ｍｎ 烘箱 中在 １０～１０Ｃ下后 硫化 １ ５ｈ １ ２ｏ Ｏ～１ 。
１ ３ 测试与 表征 ．
红 外表征 采 用美 国热 电公 司 Ｎｃｌ３０型傅 立 ｉ ｅ６ ｏｔ
维普资讯
聚
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２０ ０ ８年第 ２ ３卷 第 ３期
２ ０ ． １２ ． ０ ８ Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ３
２ ・ ２
Ｐ ０ＬＹＵＲＥ ＴＨＡＮＥ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
浇 注 型酶 解 木 质 素 聚氨 酯 弹 性体 的制 备
靳 艳巧 程 贤鞋
余的溶液 ， 称量试样在空气 中的质量为 ｍ ， 按下式
计算 其质 量变化 率 ｍ。
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酶解 木质 素 ， 自制 ； ，＇ 苯基 甲烷 二 异 氰 ４ ４－ 二 酸酯 （ Ｉ ， ＭＤ ） 工业 级 ， 狮 市 大元 化 工有 限公 司 ； 石 聚 乙二醇 （ Ｅ Ｍ ００ ， Ｐ Ｇ， ＝１０ ） 分析 纯 ， 海化 学试 剂 有 上 限公 司 ； ， 二 氯 ４，’ 氨 基 二 苯 基 甲烷 （ － ３ ３． ４－ 二 ＭＯ
木质素的研究进展
毕业论文( 2012届 )课题名称：木质素的研究进展专业：生物化工工艺2012年3 月目录摘要 (2)Abstract (3)第一章木质素的结构和分类 (4)1.1 木质素的元素组成及结构 (4)1.1.1 木质素的元素组成 (4)1.1.2 木质素的结构 (4)1.2 木质素的化学特性 (4)1.3 工业木质素 (4)第二章木质素的工业应用领域 (5)2. 1 木质素在化肥领域的应用 (5)2. 2 木质素在高分子材料中的应用 (6)2. 2. 1 在橡胶工业中的应用 (6)2. 2. 2 在塑料工业中的应用 (7)2. 2. 3 在聚氨酯工业中的应用 (7)2. 2. 4 在黏合剂方面的应用 (8)2. 3 木质素吸附剂 (9)2. 4 小结 (11)第三章木质素在生物科技方面的发展 (11)3.1 木质素降解菌株和降解酶的研究 (11)3.2 木质素合成的基因调控研究 (13)3.3 其他酶和小分子物质的研究 (14)3.4 小结 (15)第四章展望与总结 (16)参考文献： (17)致谢 (21)木质素的研究进展摘要 :介绍了木质素的来源、元素组成、化学结构及分类 ,综述了木质素在农业、高分子化学及吸附剂领域的研究现状 ,对木质素应用研究的未来趋势行了分析和论。
人类利用木质素已有几千年的历史 ,真正开始研究木质素则是在 1930年以后 ,而且至今木质素还没有得到很好的利用因此 ,有效利用木质素 ,减少环境污染已成为当前研究的热点和难点问题。
目前 ,对木质素的利用已积累了一些技术和方法 ,但利用率不足 10% ,大部仍以废物形式排出 ,污染环境 ,浪费资源。
随着人们对生态环境问题的日益重视 ,木质素的利用将成为人类“可持续发展战略”的一个重要组成部分 ,并形成环保节能、自然资源的综合利用及闭路循环技术等涉及多个方面的一项系统工程。
对生物法处理木质素进行了简要概述，包括微生物降解、生物法酸析提取木质素以及生物法纯化木质素的效果及其研究进展。
木质素降解微生物特性及其对农业废物堆肥腐殖化的影响研究
内容摘要
本次演示的研究结果对于深入了解农业废物堆肥中木质素降解功能微生物群 落结构具有重要的理论和实践意义。首先，研究结果有助于提高我们对农业废物 堆肥过程中木质素降解机制的认识，为优化堆肥工艺提供理论依据。其次，本次 演示的研究结果也为开发新型生物制剂提供了一定的理论基础，有助于推动农业 废物资源化利用和环境保护领域的发展。
2、堆肥化：一种通过微生物作用将有机废弃物转化为有机肥料的过程。
二、关键词解读
3、木质纤维素：一种难以降解的有机物质，在废物堆肥化中起到重要作用。 4、微生物学研究：通过研究微生物的种类、特性及其对木质纤维素的降解作 用，为优化废物堆肥化提供理论依据。
三、文章大纲
1、农林废物堆肥化背景介绍
2、木质纤维素降解微生物学研 究目的
结论
结论
本次演示通过对木质素降解微生物特性的研究，分析了它们对农业废物堆肥 腐殖化的影响。实验结果表明，不同种类的木质素降解微生物在生长特性和降解 能力上存在差异，这对于优化农业废物堆肥过程具有指导意义。然而，如何充分 发挥木质素降解微生物的作用还需进一步探讨。
结论
未来的研究方向可以包括研究不同环境条件下木质素降解微生物的响应机制、 探讨与其他有机废物分解微生物的相互作用以及开发高效、环保的木质素降解复 合菌剂等。
实验结果与分析
在农业废物堆肥腐殖化过程中，木质素降解微生物的作用不容忽视。一方面， 它们能够直接降解木质素，促进废物中有机物的分解；另一方面，它们还能通过 产生有益的微生物群体和相关代谢产物，促进堆肥过程中其他有机物的降解和转 化。因此，合理利用木质素降解微生物对于提高农业废物堆肥效率和质量具有重 要意义。
木质素降解真菌的分离与相关酶活性测定及产酶条件优化
摘 要 ：从 缙 云 山森 林 土 壤 中分 离 获 得 几 株 真 菌 （ Ｊ ２ ０ １ ， Ｊ ３ Ｏ ２ ， Ｊ ４ Ｏ ３ ， Ｊ ５ Ｏ ４ ） ， 以 黑木 耳 为对 照 ， 经 愈 创 木 酚 显 色 反 应 表
２ Ｏ时 ，菌 株 Ｊ ２ Ｏｌ产 酶 最 佳 ．
关
键
词： 真 菌 ；木质 素 ； 过氧化物酶 ； 锰过氧化物酶 ； 漆 酶
文献 标 志 码 ：Ａ
中图 分 类 号 ：Ｑ９ ３ ９ ． ９
在 自然界 中，木质 素 的储 量仅 次于纤 维 素 ，据估计 全球 每年产 量约有 ６ ０ ０万亿 ｔ Ｌ １ ］ ． 木质 素是 可再 生 利
细菌与 软腐 真菌协 作使 木质 素易 于受到 真菌 的攻击 ，且可 去 除对 腐朽 真 菌有 毒 性 的物 质［ ４ － ５ ］ ． 放 线 菌对 木 质素 的降解 作用 主要 在于增 加它 的水溶 性．由于放 线菌 能 穿 透木 质 纤 维素 等不 溶 基 质 ， 在 中性 、微碱 性 土 壤或 堆 肥 中 ，放 线 菌参 与 有机 质 的初 始 降 解 和腐 殖 化． 其 中属于 链 霉 菌 的丝 状 细 菌 降解 木 质 素最 高 可 达
第 ３ ８卷 第 １ ｌ 期
Ｖｏ １ ．３ ８ Ｎｏ ． １ １
西 南 师 范 大 学 学 报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｓ ｔ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
第二章-1-2 木质素分离与生物合成1
破坏纤维素的超 分子结构
溶解部分
酸溶木质素
轻工科学与工程学院
轻工科学与工程学院
2
硫酸木质素(Klason lignin)
该方法分离的木质素不适用于结构研究，广泛应用 于定量分析。
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磨木木质素(Milled Wood Lignin, MWL）Wood Chemistry
最早由瑞典Bjökman提出，故又称Bjökman木质素。 制备方法: a、磨：破坏木质素与高聚糖间的联结（非润胀性的甲 苯为分散剂）； b、抽提：室温，用中性有机溶剂（含水二氧六环）。
Wood Chemistry
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游离基的偶合 单体游离基与二聚体或多聚体的末端游离基（酚氧游离 基，β-游离基）聚合. 非游离基的偶合
木质化过程中，木质素先体的浓度低，游离基两两 碰撞的机会小于单体与已生成的二聚体或多聚体碰撞的 机会，因而木质素大分子的合成主要以末端聚合的方式 进行。 轻工科学与工程学院 醌型结构的α-位产生离子缩合。 加 H2 O α -OH 加酚 α -醚 加糖 α -醚或酯 轻工科学与工程学院
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用72% H2SO4处理脱脂原料，溶出高聚糖后，保留的残渣 即为硫酸木质素 或 Klason木质素。
聚糖水解成单糖， 溶于稀酸中 72%H2SO4 20Ԩ, 2 hr 3%H2SO4 回流, 4 hr
不溶残渣
Klason木质素 或 硫酸木质素、 硫酸木质素
脱脂 木粉
或 酸不溶木质素
MWL的不足之处：
该方法分离的木质素得率较低。 在制备过程中，仍可能有如下变化：
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该方法制备条件缓和，木质素结构变化不大，较接近
生物质分离纤维素、木质素、半纤维素
生物质分离纤维素、木质素、半纤维素随着人类对可再生能源和可持续发展的关注日益增加，生物质的加工利用成为研究的热点之一。
生物质作为一种可再生能源资源，具有广泛的来源和丰富的种类，包括木材、农作物秸秆、林业废弃物、食品加工废弃物等，其中包含着大量的纤维素、木质素和半纤维素等成分。
这三种物质是生物质中的重要组成部分，对于生物质的分离、转化和利用具有重要意义。
一、纤维素1.定义纤维素是一种由β-D-葡聚糖单元组成的多聚物，在自然界中广泛存在于植物细胞壁中。
它是自然界中最丰富、最广泛分布的多糖类物质，是植物结构材料的主要成分，具有极强的机械强度和抗张力。
2.分离方法目前，生物质纤维素的分离方法主要包括生物法、物理法和化学法。
其中，酶解法是目前应用最为广泛的生物方法，通过酶的作用将生物质中的纤维素酶解成可溶性产物；物理法主要是利用机械力，如磨碎、研磨等手段将生物质纤维素从其他成分中分离出来；化学法是利用酸、碱等化学试剂对生物质进行处理，将纤维素等成分转化成溶解性产物或固体产物。
二、木质素1.定义木质素是一种由芳香族化合物构成的聚合物，存在于植物的次生木质部中，是植物细胞壁的重要组成部分，而它的分子结构复杂，化学键强度高，使得它具有极强的耐腐蚀性和抗氧化性。
2.分离方法木质素的分离通常采用物理法、化学法和生物法。
物理法主要是利用机械方法，如研磨、筛分等手段将木质素从其他成分中分离出来；化学法是通过酸碱处理或氧化还原反应使木质素转化为溶解性产物或固体产物；生物法则是通过微生物发酵或酶解将木质素分解为可溶性产物。
三、半纤维素1.定义半纤维素是一种多糖类物质，主要由葡萄糖、木糖和甘露醇等单糖组成，是植物细胞壁的重要成分之一，与纤维素和木质素一起构成了植物细胞壁的主要结构。
2.分离方法目前，半纤维素的分离方法主要包括酶解法、物理法和化学法。
其中，酶解法是将生物质中的半纤维素酶解成可溶性产物；物理法是利用机械力将半纤维素从其他成分中分离出来；化学法则是利用酸碱等化学试剂将半纤维素转化为溶解性产物或固体产物。
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酶解木质素的分离与结构研究
刘晓玲1,程贤甦﹡1,2
（1．福州大学材料科学与工程学院，福建福州，350002；
2．闽江学院化学与化学工程系，福建福州，350011）
酶解木质素是从微生物酶解玉米杆制备能源酒精的残渣中提取得到的木质素[1]。
酶解玉米杆制备能源酒精既节省粮食又能充分利用资源，因此受到国内外学者的关注，南京林业大学余世袁教授培育优良菌种发酵玉米秸秆制备能源酒精，项目中试工艺过程取得了成功，但由于没有对残渣进行综合利用，成本过高而无法工业化生产。
本文采用两种不同的分离、提取方法，从酶解玉米秸杆制备酒精的残渣中提取酶解木质素，并结合多种分析手段，研究其结构特征，为酶解木质素的制备及应用奠定基础。
称取研磨至100目的酶解玉米秸杆残渣，和溶剂在0.1-1.0MPa 压力条件下，加热至70-95℃,维持50-180分钟,过滤。
根据不同的溶剂种类，采用不同的后续处理方法。
氢氧化钠氨水等碱性萃取液，用稀盐酸中和，再加入3-6倍体积的水，酶解木质素以沉淀析出，离心分离，冷冻干燥则得到酶解木质素；有机溶剂萃取液采用减压蒸去有机溶剂得到酶解木质素。
将所得到的粗木质素溶于二氧六环，并用乙醚使之沉淀提纯[2]。
应用FT-IR 、UV 、GPC 和13C-NMR 研究了不同分离方法的酶解木质素的结构，结果表明，酶解木质素的分子量小于磨木木质素[3]，与木质素磺酸盐相比较，酶解木质素在结构上较好地保留了各种活性基团，酶解木质素的红外图谱中还多了1700cm -1和1328cm -1峰，说明酶解木质素中存在非共轭羰基。
紫外图谱在210nm ，280nm 和310nm 附近有吸收峰出现，证明其具有木质素的基本结构，且不饱和性较大。
由13C-NMR 图谱解析可知，所提取酶解木质素为GSH 型木质素，主要以β-O-4，β-5，β-1的结构存在[4]。
以氢氧化钠作为萃取剂获得的酶解木质素提取率比较高。
Tab.1 Molecular weight distribution of EH lignin from different solvents
酶解木质素
溶剂 Mn M P Mw Mz Poly Dispersity SL
氢氧化钠 939 1047 1124 1338 1.20 BL
1，4-丁二醇 1167 1284 1544 1995 1.32 40003500300025002000
1500100050020
40
60
80100BL
SL
%T r a n s m i t t a n c e
Wavenumber(cm -1) 200250300350400450500SL BL
A b s o r p t i o n c o e f f i c i e n t Wavelength(nm)
Fig1 FT-IR spectra of EH lignin from Fig2 UV spectra of EH lignin from
different solvents different solvents
Fig3 13C-NMR spectra of EH lignin from different solvents
参考文献:
[1] 徐勇，勇强，余世袁等. 汽喷玉米秸秆纤维素酶水解的研究.林产化工通讯，1999，33（6）：15
[2] 中野準三编，高洁等译. 木质素的化学—基础与应用. 北京：轻工业出版社，1988：45
[3] 蒋挺大. 木质素. 北京：化学工业出版社，2001：42
[4] Lawther J. Mark，Sun R.-C，Banks W.B. Rapid isolation and structural characterization of
alkali-soluble lignins during alkaline treatment and atmospheric refining of wheat straw.
Industrial Crops and Products，1996，5（2）：97
Separation and Study on Structure of Enzymatic Hydrolysis Lignin
Liu Xiaoling1, Cheng Xiansu﹡1, 2
(1.College of Material Science and Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350002;
2.Department of Chemistry and Chemical Engineering, Minjiang University, Fuzhou 350011) Abstract: EH lignin from the cornstalks residue was separated by two methods. The EH lignin was analyzed with respect to molecular weights, IR, UV spectra and 13C-NMR spectroscopy. The results indicated that EH lignin had lower molecular weight than the milled wood lignin and contained many active chemical groups. There were different absorbance peaks at 1700cm-1 and 1328cm-1 on the IR spectra of EH lignin. It is showed that the non-conjugated carbonyls were existed in the EH lignin. The absorbance appeared in 210 nm, 280 nm and 310 nm in UV spectra of the EH lignin, the fact indicate the EH lignin is an unsaturated polymer. According to the 13C-NMR, the separated EH lignin belongs to “GSH”-lignin, and it is composed mainly of β-O-4 ether bonds together withβ-5 andβ-1 carbon-carbon linkages between the lignin structural units. The yield of EH lignin, extracted with NaOH was higher with organic solvents. The effective application of EH lignin will rise the beneficial result of enzymatic hydrolysis.
Key words:enzymatic hydrolysis of cornstalks enzymatic hydrolysis lignin(EH lignin)
structure of EH lignin。