一株具有高木质素降解活性的白腐菌株及其应用的制作方法

本发明涉及一株具有高木质素降解酶活性的白腐菌株及其在生物制浆、废水脱色中的应用。

背景技术：

1、制浆是指形成造纸纤维原料的过程，通过打破木本原料或其他原料(如非木材、草和农用残留物)的化学键来进行的。在制浆过程中应尽可能去除不需要的木质素组分，避免纤维素的分解，一般采用化学制浆法。在化学制浆中，原料与适当的化学物质在水溶液中高温高压蒸煮从而使木质素溶解，化学制浆法溶解木质素有三种，包括碱法、硫酸盐法和亚硫酸盐法。碱法、硫酸盐法和亚硫酸盐法中起到溶解木质素作用的分别是氢氧化钠，氢氧化钠加硫化钠和亚硫酸。化学制浆是整个造纸环节中产生污染物最多的环节。

2、生物制浆被认为是一种环境友好且有经济效益的木质纤维素原料脱木质素的方法，因为生物预处理减少了制浆过程中化学品的使用量，被认为是传统制浆的潜在替代方法。在制浆之前，使用白腐菌预处理木质纤维素原料，当真菌在原料上生长时，会产生木质素降解酶，如木质素过氧化物酶、漆酶和锰过氧化物酶，从而选择性的降解木质素而保留纤维素。制浆的先决条件就是木质素和半纤维素在半纤维素酶和木质素降解酶的共同作用下被去除。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种具备高木质素降解酶活性的白腐菌，该白腐菌能够产生大量木质素降解酶而产生较低纤维素酶，更适合用于生物制浆。而且木材经白腐菌降解后，由于木质素的氧化和流失而产生漂白作用，最终形成了白色纤维状木材。本发明的白腐菌能充分分解中层的木质素，使完整的细胞分离成纤维。这会选择性脱木质素从而形成浓缩纤维素。本发明的白腐菌产生的胞外氧化酶包括锰过氧化物酶(mnp)、木质素过氧化物酶(lip)和漆酶，这些酶会参与木质素在木材中的降解。本发明白腐菌具有以下特点：

2、1)它应该有相对较快的生长速率；

3、2)它不应产生色素，从而对纸浆的亮度产生不利影响；

4、3)具备高木质素降解酶活性和尽可能早的产生木质素降解酶。

5、基于此，本发明利用白腐菌降解木质素的作用而处理废水使其净化后再流入环境中，减少对环境的破坏，避免了传统造纸工业废水中含有大量的木质素及其相关衍生物等缺陷。

6、本发明提供的白腐菌，来源于颐和园古树上采集的子实体并分离纯化，在实验室继代培养。由于从自然界中直接分离活性较高。

7、具体的，发明所提供的来自古树上分离的白腐真菌为粗毛栓孔菌(trameteshirsuta)菌株，名称为粗毛栓孔菌(trametes hirsuta)xy1。本发明中通过its引物鉴定其种属。

8、所述粗毛栓孔菌(trametes hirsuta)xy1是从颐和园古树上采集子实体并分离纯化得到，分类名称为粗毛栓孔菌(trametes hirsuta)，已于2022年05月26日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号)，保藏号为cgmcc no.40195。

9、上述的粗毛栓孔菌(trametes hirsuta)xy1 cgmcc no.40195菌株在生物制浆中的应用。

10、本发明还提供所述的粗毛栓孔(trametes hirsuta)xy1 cgmcc no.40195菌株在木质素降解中的应用，特别是在选择性降解木质素中的应用。

11、本发明还提供所述的粗毛栓孔菌(trametes hirsuta)xy1 cgmcc no.40195菌株在生产漆酶、锰过氧化物酶和/或木质素过氧化物酶中的应用。

12、本发明还提供所述的粗毛栓孔菌(trametes hirsuta)xy1 cgmcc no.40195菌株在造纸过程中废水脱色中的应用。

13、本发明还要求保护一种生物制浆方法，其预处理真菌采用粗毛栓孔菌(trameteshirsuta)xy1 cgmcc no.40195。

14、本发明所得的菌株具有生长繁殖快、菌丝白色无杂色。该菌株能够选择性降解木质素，具有高漆酶、高锰过氧化物酶、高木质素过氧化物酶活性。该菌株具有低淀粉酶和低木聚糖酶活性特点。桉木不用酸或者碱等化学处理方式而直接经该毛栓菌株发酵液处理后，能够使桉木片获得高得浆率，制得的粗浆质量提高，由此纸浆制得的纸张柔韧性提高、白度增加。该菌株预处理木材所制得的纸浆拉伸指数、撕裂指数、破裂指数、断裂长度和折叠耐力均有显著提高，显著改善了纸张的强度和亮度。该菌株发酵液处理造纸废水，使其脱色率达到80％以上。

技术特征：

1.一株粗毛栓孔菌菌株，其特征在于，名称为粗毛栓孔菌(trametes hirsuta)xy1，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏号为cgmcc no.40195。

2.权利要求1所述的粗毛栓孔菌(trametes hirsuta)xy1 cgmcc no.40195菌株在生物制浆中的应用。

3.一种生物制浆方法，其预处理真菌采用粗毛栓孔菌(trametes hirsuta)xy1cgmccno.40195。

4.权利要求1所述的粗毛栓孔(trametes hirsuta)xy1 cgmcc no.40195菌株在木质素降解中的应用。

5.权利要求1所述的粗毛栓孔菌(trametes hirsuta)xy1 cgmcc no.40195菌株在生产漆酶、锰过氧化物酶和/或木质素过氧化物酶中的应用。

6.权利要求1所述的粗毛栓孔菌(trametes hirsuta)xy1 cgmcc no.40195菌株在选择性降解木质素中的应用。

7.权利要求1所述的粗毛栓孔菌(trametes hirsuta)xy1 cgmcc no.40195菌株在造纸过程中废水脱色中的应用。

技术总结
本发明公开了一株高木质素降解活性的白腐菌株及其在纸浆生产、废水脱色中的应用。该白腐菌株为粗毛栓孔菌(Trametes hirsuta)XY1CGMCC No.40195。该菌株能够选择性降解木质素，具有漆酶(Lac)、锰过氧化物酶(Mnp)和木质素过氧化物酶(Lip)的高活性分泌特点，该菌株具有低淀粉酶和低木聚糖酶活性特点。桉木不用酸或者碱等化学处理方式而直接经该粗毛栓孔菌株发酵液处理后，能够使桉木片获得高得浆率，制得的粗浆质量提高，由此纸浆制得的纸张柔韧性提高、白度增加。该菌株发酵液处理造纸废水，脱色率达到80％以上。

技术研发人员：马星霞,熊怡心,方旋,李嘉欣
受保护的技术使用者：中国林业科学研究院木材工业研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12