추상적인:[배경] 미생물 분해 알칼리 리그닌 높은 분해 효율과 환경 보호 특성으로 인해 더 많은 관심을 끌었습니다. [목적] 고효율 리그닌 분해균 선별 및 분해조건 최적화 [방법] 고효율 리그닌 분해 균주를 guaiacol-PDA 및 아닐린 블루 플레이트 방법으로 스크리닝하였고, 단일 인자 스크리닝 및 반응 표면 실험을 통해 배양 조건을 최적화하였다. [결과] 효율적인 리그닌 분해 균주인 BYL-7을 스크리닝하여 형태학적 및 다중서열 분석을 통해 Trametes versicolor로 최초 동정하였다. 단일인자시험에서는 초기 pH, 온도, 접종량 등이 리그닌 분해에 유의한 영향을 미치는 인자로 나타났으며, 반응표면시험에서는 리그닌 분해 최적조건이 초기 pH 6.7, 온도 25도, 접종량 8%임을 확인하였다. . 이러한 조건에서 알칼리성 리그닌 분해율은 36.5%로 이전보다 54.0% 더 높았습니다. 볏짚 리그닌, 헤미셀룰로오스, 셀룰로오스의 분해율은 각각 32.8%, 21.5%, 13.2%였다. 이 중 리그닌 분해율은 기존 대비 36.1% 향상됐다. Laccase 활동은 6일차에 120.0U/L로 정점을 찍었으며 이전보다 25.0% 더 높았습니다. lignin peroxidase 활성은 6일째에 1 343.8 U/L의 피크에 도달하여 이전보다 36.0% 증가했습니다. 망간 퍼옥시다제 활성은 5일째에 463.8 U/L로 정점에 도달하여 이전보다 31.7% 증가했습니다. [결론] 실험 결과는 리그닌 분해에 유용한 푸거스 자원을 제공하였을 뿐만 아니라, 리그닌에 대한 후속 연구를 위한 관련 데이터를 축적하였다.
무작위 구조와 저항성 결합은 리그닌의 산업적 적용에 있어 주요 장애물로 간주됩니다. 리그닌 분해와 관련된 일부 효소가 발견되었지만 리그닌 가치화 과정에는 여전히 문제가 존재합니다[2,3]. 첫째, 효소가 이질적이고 무정형 구조로 구성된 리그닌과 상호작용하기 어렵다. 둘째, 목질계 바이오매스로부터 리그닌을 추출하기 어렵다. 이 문제를 해결하기 위해 두 가지 주요 전략이 고안되었습니다. 리그닌 추출을 위한 첫 번째 전략은 리그닌을 불용성으로 유지하고 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스를 액상으로 만드는 것입니다. 정반대의 또 다른 전략은 리그닌을 가수분해하거나 가용화하지만 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스를 불용성으로 유지하는 것입니다(그림 1a)[4]. 세 번째 과제는 높은 수율과 순도로 리그닌 처리에서 화학 제품을 얻는 것입니다. 해중합 공정 동안, 해중합된 리그닌 분획물은 일반적으로 해중합 조건 하에서 높은 반응성을 가지며, 이는 재중합 및 응축을 포함하는 수많은 제어할 수 없는 부반응을 유발할 수 있습니다. 이러한 부반응은 리그닌이 목표 제품으로 직접 전환되는 것을 방해할 수 있는 새로운 화합물을 생성합니다[5,6]. 더 많은 리그닌 분해 효소와 경로가 발견됨에 따라 리그닌 분해에서 파생되는 부가 가치 화학 물질에 대한 관심이 높아질 것입니다.
소개
리그노셀룰로스 바이오매스는 지속 가능한 에너지 미래를 만들 수 있는 잠재력을 지닌 유기 결합 탄소로 연간 60억 톤으로 재생산되는 지구상의 단일 재생 가능 자원입니다. 미국 에너지부(DOE)는 "10억 톤 비전"에서 약 13억 건조 톤의 식물 바이오매스가 바이오연료를 생산하고 국가 액체 운송 소비량의 30% 이상을 대체할 수 있다고 보고했습니다. 연료(Perlack et al., 2005). 바이오매스에서 리그닌을 제거하면 셀룰로스 및 헤미셀룰로스 가수분해 효율이 향상되어 셀룰로스 에탄올 및 기타 바이오연료 생산에서 바이오매스의 탄수화물 부분 활용이 촉진됩니다(Siqueira et al., 2012). 매년 약 5천만~6천만 톤의 리그닌이 펄프 및 제지 산업에서만 생산됩니다. 이용 가능한 리그닌의 양은 바이오연료 생산을 위해 화석 공급원료를 목질계 바이오매스로 대체하는 것을 목표로 하는 최근의 바이오리파이너리 개발의 결과로 더욱 증가할 것으로 예상됩니다. 최근 DOE 보고서는 7억 5천만 톤의 바이오매스 공급원료를 바이오연료로 처리하여 2억 2,500만 톤의 리그닌(바이오정제 리그닌)을 생산할 수 있다고 추정합니다(Bozell et al., 2007). 그러나 리그닌의 상업적 사용은 펄프 및 제지 공장에 증기 및 공정 열을 제공하기 위해 일반적으로 연소되는 나머지(Gosselink et al., 2004)와 함께 가용성의 2%로 제한됩니다. 저비용 연료로 사용되는 리그닌의 가치는 $0.18/kg에 불과한 반면 화학 원료로서의 가치는 약 6배 높은 것으로 보고되었습니다(Macfarlane et al., 2009). 기존 리그닌 제품은 현재 저가 리그노설포네이트(약 100만톤)와 크라프트 리그닌(100,000톤)이 주를 이루고 있어 리그닌 시장은 성장률이 매우 낮은 연간 3억 달러에 머물고 있다. , 2012).
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