第 1 期 

 

陶    杨等：生物制浆技术最新应用研究进展 

 

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氢聚合而成。由于分子大（相对分子量＞1.0×10

5

），溶解性差，没有任何规则的重复单元

或易被水解的键，所以木素分子结构复杂而不规则。由于含有各种稳定的复杂键型，微生物
及其分解的胞外酶不易与之结合。木素与纤维素和半纤维素的结合非常紧密，从而阻碍了对
纤维素和半纤维素的降解。白腐菌是自然界中木素最有效的降解者

[4,9]

。 

白腐菌降解木素有三个特点

[9]

：第一，能彻底降解木素生成 CO

2

，而细菌至多将 20%木

素转化成 CO

2

；第二，木素降解主要是氧化反应，产物中不出现木素单体；第三，木素降解

本身不提供菌生长和维持所需的碳源和能源，需要提供另外的碳源和能源供菌降解木素。 

2.2  降解机理 

2.2.1  木素代谢途径 

白腐菌降解木素是一个胞外的、非专一的、非水解的次生代谢过程，由 C、N 和 S 源限

制触发。LiP 氧化非酚型化合物，引起芳香环断裂，Laccase 氧化酚型化合物，MnP 既可氧
化木素中的酚型结构也可氧化非酚型结构。已有的研究工作表明，采用白腐菌处理，由于白
腐菌和木素降解酶类能选择分解植物纤维原料中的木素（白腐菌的两种酶系可以彻底降解木
素为 CO

2

），使得生物制浆成为可能。

 

通常，白腐菌在繁衍过程中首先降解部分聚糖以获取所需的营养物，同时分泌一系列木

素降解酶类开始木素的降解过程，降解反应包括苯环上甲氧基的脱除、侧链以及其上多种形
式醚键和碳碳键的断裂，造成木素大分子结构的碎解，直至苯环的裂解，最终产物为 CO

2

和 H

2

O

[10]

。木素降解过程中，氧化反应占主要地位，同时需要还原反应的辅助，参与氧化

反应的有 LiP、MnP、漆酶、HRP 等酶类和活性氧；参与还原反应的有芳香醛酸还原酶和醌
还原酶。 

木素

单体

二聚体

寡聚体

C

1

,C

2

,C

3

片断

开环产物

CO

2

(O)

(RO)

芳香醛酸

醌＋氢醌

(RO)

 

图 1  木素的代谢途径

[3]

 

2.2.2  木素的生物降解类型

[11]

 

C

2

CH

O

O

OCH

3

O

OCH

3

OCH

3

OCH

2

COOH

1

（ ）

2

（ ）

3

（ ）

O

OCH

3

C

C

C

2

HOCH COOH

 

图 2  木素生物降解的碎片