农作物秸秆木质素的生物降解性能研究摘要：通过正交试验l16(54)分配表(采用5因素4水平进行设计)，根据各因素及水平的不同组合，采用固态发酵的方法探索出更加简单、高效的降解木质素的最优化组合方式。并考虑经过一定的生物学方法，探索使其变成一种生物型清洁能源的可行性。关键词：正交试验固态发酵降解最优化1前言木质素也称木素，是一类高分子有机物质，其在植物界中含量仅次于纤维素，是一种极具潜力的可再生资源。其总与纤维素伴生，具有价廉、无毒、较好的可热塑和玻璃化特性，具有一定的应用前景。秸秆是一种含有丰富纤维素的可再生资源，基本组织是纤维素、半纤维素和木质素。我国农作物秸秆年产量超过6亿吨，除少部分被用于造纸、纺织等行业或用作粗饲料、薪柴外，大部分以堆积、荒烧等形式直接倾入环境，造成极大的污染和浪费。目前为止，超过95%的木质素仍以“黑液”直接排入江河或浓缩后烧掉，很少得到有效利用。因此，对秸秆木质素的研究和利用显得尤为重要。从20世纪初开始，国内外学者一直在寻找降解木质纤维素的最佳途径，涉及的研究方法主要包括：化学法、物理法、物理化学法、生物降解法。而利用微生物降解木质素具有作用条件温和、专一性强、处理成本低等优点，不仅可以有效缓解环境污染，还可以变废为宝，实现资源再利用，已引起了国内外学者的关注。2材料与方法2.1材料与设备(1)实验菌种实验选用的菌种为白腐菌的典型种黄孢原毛平革菌(p.chrysosporium)，购于广东省微生物菌种保藏中心。(2)实验材料土豆(市售)；pda培养基；溶壁微球菌；木质素；玻璃容器或瓷器；ph试纸；细纱布；胶头滴管；烧杯(50ml,100ml,500ml,1l)；玻璃棒；普通漏斗；定性快速滤纸；量筒(5ml,100ml,500ml,1l)；坩埚；称量瓶；kh2po4(2.0mg·ml-1)；mgso4·7h2o(0.5mg·ml-1)；酒石酸铵(0.2mg·ml-1)；微量元素液(70ml·l-1)。其中微量元素液的成分为nacl(1.0mg·ml-1)，cocl2·6h2o(0.18mg·ml-1)，na2moo4·2h2o(0.01mg·ml-1)，znso4·7h2o(0.1mg·ml-1)，cacl2(0.1mg·ml-1)，cuso4·5h2o(0.01mg·ml-1)，mnso4·h2o(0.5mg·ml-1)，feso4·7h2o(0.1mg·ml-1)，alk(so4)2·12h2o(0.01mg·ml-1)，mgso4·7h2o(3.0mg·ml-1)，hbo3(0.01mg·ml-1)，nta(115mg·ml-1)。(3)实验仪器恒温箱；无菌操作台；恒温磁力搅拌加热器；烘箱；抽滤装置；高压蒸汽灭菌锅；粉碎机；电炉；分析天平；电子天平。2.2实验方法(1)菌种转接pda培养基(potatodextroseagar)：取去皮马铃薯200克，切成小块，加水1000毫升煮沸30分钟，滤去马铃薯块，将滤液补足至1000毫升，加葡萄糖20克，琼脂15克，溶化后分装，15磅灭菌30分钟。将斜面菌种接种于搁置好的pda斜面上，于28℃培养5天左右，置于4℃冰箱内保存。(2)菌种驯化菌种接种在马铃薯(pda)琼脂培养基上，待培养5～7d长满孢子后，刮取孢子制成浓度为2.0??06个·ml-1的孢子悬液。取5ml制得的孢子悬液接入麸皮、秸杆与土豆汁质量比为3：7：35(本实验中取秸秆粉1g，土豆汁3.5g)的灭菌固体培养料中,于37℃驯化培养。(3)配制固态发酵培养液鉴于国内外其他学者关于黄孢原毛平革菌液体培养条件的研究结果，本实验采用的液体基质的组成成分为：kh2po42.0mg·ml-1,mgso4·7h2o0.5mg·ml-1,酒石酸铵0.2mg·ml-1,微量元素液70ml·l-1，ph自然。其中，微量元素液的成分为nacl1.0mg·ml-1，cocl2·6h2o0.18mg·ml-1，na2moo4·2h2o0.01mg·ml-1，znso4·7h2o0.1mg·ml-1,cacl20.1mg·ml-1,cuso4·5h2o0.01mg·ml-1,mnso4·h2o0.5mg·ml-1，feso4·7h2o0.1mg·ml-1，alk(so4)2·12h2o0.01mg·ml-1，mgso4·7h2o3.0mg·ml-1，hbo30.01mg·ml-1，nta(氨基三乙酸)115mg·ml-1。(4)固态发酵方法本试验所采用采用4因素4水平正交试验设计,见表1。4因素分别为a菌种驯化时间、b吐温80的用量、c初始ph、d发酵基质含水率。各因素水平依次为：菌种驯化时间为2d，5d，8d，11d；吐温8