Fusarium concolor X4处理抑制高得率纸浆返黄的机制研究
结题报告
批准号:
31170107
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
赵建
依托单位:
学科分类:
C0106.微生物与环境互作
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
沈红、姚兰、岳军、赵娟、高峰、郝晓慧、申苗
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中文摘要
发展高得率制浆对解决造纸工业木材原料匮乏和环境污染严重问题具有重要意义,但高得率浆在光和热激发下极易返黄的缺陷限制了其商业用途。目前采用的抑制返黄的方法如木质素化学改性和添加返黄抑制剂等由于存在成本高昂或药品有毒性等缺点而难以推广实施,寻找廉价且有效的抑制返黄方法意义重大。前期工作已经证实选育的菌株Fusarium concolor X4具有可有效抑制返黄和提高纸浆白度和强度的双重作用,可望实现生物漂白和生物法抑制返黄的有机结合。在此基础上,本项目拟进一步对该菌株处理纸浆时的酶系构成和抑制返黄的关键酶类,对半纤维素、抽出物和木质素等"易致返黄组分"的结构和性质、浆中发色物质的含量和结构等的影响规律进行深入研究,揭示生物处理抑制返黄和改善纸浆性能的机制。为后续菌株的酶系改造和构建高效工程菌株、促进生物技术在造纸工业的应用、扩大高得率浆的商业用途,提高产品档次和质量,降低环境污染等有重要意义。
英文摘要
发展高得率制浆对解决造纸工业木材原料匮乏和环境污染严重问题具有重要意义,但高得率浆在光和热激发下极易返黄的缺陷限制了其商业用途。目前研究采用的抑制返黄的方法如木质素化学改性和添加返黄抑制剂等由于存在成本高昂或药品有毒性等缺点而难以推广实施,因此寻找新的环境友好的有效抑制纸浆返黄的方法意义重大。前期工作证明利用实验室筛选的Fusarium concolor X4处理CTMP可以抑制纸浆返黄,同时还可以提高纸浆的白度和某些强度性能。由于微生物处理依赖其产生的酶对底物发生作用,因此,在本项目中,进一步研究了该菌株在处理CTMP过程中酶的产生规律;在此基础上,通过多种诱变技术和基因工程技术,分别选育了生产耐碱性木聚糖酶、耐碱性漆酶和碱性果胶酶的高效产酶菌株;同时利用已有产纤维素酶、阿魏酸酯酶等的优良菌株,通过液态发酵方法生产出了可能对返黄有影响作用的不同酶类;在研究酶学性质的基础上,分别考察了不同酶或酶组合处理对高得率浆和化学浆的光诱导返黄和热诱导返黄的影响和协同作用效果;采用化学分析、紫外可见漫反射光谱、红外光谱、质谱分析、扫描电镜观察等多种手段,从纸浆化学组成变化、返黄过程中发色产物形成、发色基和助色基变化、纤维表面结构、木质素结构和性质等不同角度,研究了生物处理对纸浆热老化和光老化过程的影响,以揭示生物处理抑制纸浆返黄的机制。这些研究成果对促进酶的生产和工业化应用、促进造纸生物技术的发展和应用等具有重要意义,对研究木质纤维素的生物降解、相关菌株酶系改造和工程菌株构建等也具有理论参考价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1155/2013/212315
发表时间:2013
期刊:BioMed research international
影响因子:--
作者:Guo F;Zou M;Li X;Zhao J;Qu Y
通讯作者:Qu Y
Enhancing Production of Alkaline Polygalacturonate Lyase from Bacillus subtilis by Fed-Batch Fermentation
通过补料分批发酵提高枯草芽孢杆菌碱性聚半乳糖醛酸裂解酶的产量
DOI:10.1371/journal.pone.0090392
发表时间:2014-03
期刊:PLos One
影响因子:3.7
作者:Guo, Fenfen;Li, Xuezhi;Zhao, Jian;Qu, Yinbo
通讯作者:Qu, Yinbo
Improved production of alkaline polygalacturonate lyase by homologous overexpression pelA in Bacillus subtilis
通过在枯草芽孢杆菌中同源过表达 pelA 提高碱性多聚半乳糖醛酸裂合酶的产量
DOI:10.1016/j.procbio.2013.05.023
发表时间:2013-08
期刊:Process Biochemistry
影响因子:4.4
作者:Shi, Wenjing;Guo, Fenfen;Zhao, Jian;Qu, Yinbo
通讯作者:Qu, Yinbo
Characteristics of polygalacturonate lyase C from Bacillus subtilis 7-3-3 and its synergistic action with PelA in enzymatic degumming.
枯草芽孢杆菌7-3-3聚半乳糖醛酸裂解酶C的特性及其与PelA酶法脱胶的协同作用
DOI:10.1371/journal.pone.0079357
发表时间:2013
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Zou M;Li X;Zhao J;Qu Y
通讯作者:Qu Y
N-Glycoform Diversity of Cellobiohydrolase I from Penicillium decumbens and Synergism of Nonhydrolytic Glycoform in Cellulose Degradation
斜卧青霉纤维二糖水解酶 I 的 N-糖型多样性及非水解糖型在纤维素降解中的协同作用
DOI:10.1074/jbc.m111.332890
发表时间:2012-05-04
期刊:JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子:4.8
作者:Gao, Le;Gao, Feng;Qu, Yinbo
通讯作者:Qu, Yinbo
纤维素酶在木质素上的吸附规律和机制及弱木质素吸附性酶的构建
  • 批准号:
    31870562
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    赵建
  • 依托单位:
木质纤维素材料预处理过程中木质素结构和性质的变化及其对纤维素酶吸附的影响及机制
  • 批准号:
    21276143
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    赵建
  • 依托单位:
阿魏酸酯酶在非木材纤维原料和纸浆酶法脱木质素中的作用和机制
  • 批准号:
    30970096
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    赵建
  • 依托单位:
生物法抑制高得率浆返黄及机理研究
  • 批准号:
    30570044
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    赵建
  • 依托单位:
多酶体系降解脱除麦草木素及机理研究
  • 批准号:
    30400338
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    赵建
  • 依托单位:
国内基金
海外基金