Biodegradation of Straw Lignin by Culture of the Fungus Schizophyllum Commune Isolated From the Tree Surface

Abstract

Одной из глобальных проблем, с которой человечество столкнулось в последнее столетие, является загрязнение окружающей среды. Большая часть токсичных выбросов приходится на различные виды производств, одним из которых является целлюлозно-бумажное. Традиционное целлюлозно-бумажное производство подразумевает использование щелочей и кислот, попадающих впоследствии в окружающую среду со сточными водами вместе с трудноразлагаемым лигнином. С учетом повышения спроса на целлюлозо-бумажные расходные материалы разработка новых экологично-безопасных технологий для целлюлозно-бумажной промышленности становится крайне актуальной. Одним из предложенных способов решения проблемы является биологический метод предварительной обработки сырья при целлюлозно-бумажном производстве. На стадии предварительной обработки сырья химическим способом происходит разрыв ковалентных связей между целлюлозой и лигнином, биологический же способ подразумевает биодеструкцию целлюлозно-лигниновых связей, с использованием ферментов, синтезируемых микроорганизмами. В данной статье описана работа, в ходе которой была выделена чистая культура гриба Schizophyllum commune, с поверхности коры частично разрушенного дерева, способный, синтезировать необходимые ферменты для разложения древесины. Постановка эксперимента дало Данные полученные в ходе эксперимента дали оптимистичные прогнозы о возможности замены традиционного способа предварительной обработки сырья на микробиологический, так как под действием ферментов, синтезируемых грибом S. commune, количество лигнина в соломе снизилось практически в два раза с 17,61% до 9,09%. One of the global problems that mankind has faced in the last century is environmental pollution. Most of the toxic emissions come from various types of production, one of which is pulp and paper. Traditional pulp and paper production involves the use of alkalis and acids, subsequently released into the environment with wastewater along with hardly decomposable lignin. Given the increasing demand for pulp and paper consumables, the development of new environmentally friendly technologies for the pulp and paper industry is becoming extremely relevant. One of the proposed ways to solve the problem is the biological method of pre-treatment of raw materials in pulp and paper production. At the stage of pre-treatment of raw materials by a chemical method, the covalent bonds between cellulose and lignin are broken, while the biological method involves the biodestruction of cellulose-lignin bonds using enzymes synthesized by microorganisms. In this work, we selected a fungus Schizophyllum commune that synthesized the necessary enzymes for wood decomposition from the surface of a partly decomposed tree bark. The setting of the experiment gave optimistic predictions about the possibility of replacing the traditional method of pre-treatment of raw materials with a microbiological one, since under the action of enzymes synthesized by the fungus S. commune, the amount of lignin in the straw almost halved from 17.61% to 9.09%.